Naprawianie genów

Dr hab.n. med. Monika Ołdak w laboratorium genetycznym Instytutu Fizjologii i Patologii Słuchu.Od wielu lat genetycy szukają sposobów leczenia niedosłuchu z zastosowaniem metod inżynierii genetycznej. O nowych dokonaniach w tym obszarze rozmawiamy z dr hab. n. med. Moniką Ołdak, kierownikiem Zakładu Genetyki, która reprezentowała Instytut Fizjologii i Patologii Słuchu na konferencji Association for Research in Otolaryngology (ARO) w San Diego.

SŁYSZĘ: Kilka miesięcy temu rozmawiałyśmy o nowych metodach sekwencjonowania DNA umożliwiających badanie ogromnej liczby genów oraz najnowszych kierunkach w badaniach genetycznych. Jakie tematy z zakresu genetyki poruszano w San Diego?
DR HAB. MONIKA OŁDAK: Konferencja rozpoczęła się sympozjum na temat terapii genowej ślimaka. Przedstawiano wyniki najnowszych badań z zakresu inżynierii genetycznej, prowadzonych na modelach mysich, ale także informacje o pierwszym badaniu klinicznym z wykorzystaniem firmowanej przez Novartis (projektem kieruje dr Hinrich Staecker, University of Kansas School of Medicine, USA) terapii genowej u osób z głębokim obustronnych niedosłuchem, ale mającym niegenetyczne przyczyny – powstałym na skutek hałasu lub będącym skutkiem działania leków. Pacjentom biorącym udział w tym badaniu podawany jest, drogą iniekcji bezpośredniej do ucha wewnętrznego, preparat o nazwie CGF166, zawierający wirusy będące nośnikami genu ATOH1. Ten gen jest aktywny tylko na etapie rozwoju embrionalnego. Badania na różnych modelach zwierzęcych pokazały, że doprowadzenie do jego ekspresji za pomocą iniekcji u osobników dorosłych powoduje, że komórki podporowe ślimaka zaczynają różnicować się w kierunku komórek rzęsatych. Inaczej mówiąc, rozwijają się nowe, sprawne komórki słuchowe.

S.: Czy uczestnicy badania odzyskiwali słuch po tej terapii?
M.O.: O rezultatach tego badania klinicznego na razie nie było mowy. Badanie kliniczne rozpoczęło się w październiku 2014 roku, a wyniki spodziewane są w przyszłym roku. Obecnie naukowcy koncentrują się przede wszystkim na ocenie bezpieczeństwa takiego leczenia. Sprawdzają więc, jak pacjenci reagują na różne dawki preparatu i czy terapia nie daje niepożądanych skutków ubocznych. Można natomiast powiedzieć, że efekty badań prowadzonych na modelach zwierzęcych były bardzo obiecujące. W tym miejscu chciałabym podkreślić, jak trudne jest znalezienie dobrego modelu zwierzęcego do badań genetycznych. W czasie konferencji zwracała na to uwagę dr Jean Bennett. W otolaryngologii wiele badań podstawowych (ich tematem jest np. rozwój ucha w okresie embrionalnym czy mechanizmy powodujące niedosłuch u ludzi dorosłych) wykonuje się na rybach z gatunku Danio pręgowany (ang. zebrafish). Myszy, zwierzęta najczęściej stosowane w laboratoriach, nie sprawdzają się idealnie w badaniach dotyczących narządu słuchu, gdyż nie rodzą się one z dojrzałym układem słuchowym jak człowiek. U gryzoni układ ten dojrzewa dopiero po urodzeniu. Wyniki badań prowadzonych na modelach mysich trudno zatem bezpośrednio odnosić do człowieka.
Równolegle naukowcy prowadzą badania z wykorzystaniem linii komórkowych. W naszym Zakładzie wykonujemy takie badania, poszukując mechanizmów prowadzących do niedosłuchu w przypadku występowania mutacji w genie kodującym wolframinę. Do komórek wprowadzamy prawidłowy i zmutowany gen wolframiny, a następnie obserwujemy efekt jego działania, różnice pomiędzy komórkami z prawidłową i zmutowaną kopią genu.
Na konferencji w San Diego japońscy naukowcy prezentowali bardzo ciekawe wyniki badań nad niedosłuchem spowodowanym defektem w genie pendryny. Od pacjentów z takim typem niedosłuchu pobierano komórki krwi, „cofano je w rozwoju” do komórek macierzystych, po czym różnicowano w komórki słuchowe. Analizowano, jakie konsekwencje dla komórek mają mutacje w genie kodującym pendryny, a następnie do pojedynczych komórek wprowadzono prawidłowy gen pendryny. Prześledzono więc, co może się dziać w komórkach sluchowych pacjentów z mutacjami w genie pendryny bez konieczności dostępu do ucha.
Praca przedstawiona na konferencji przez japońskich naukowców ukierunkowuje nasze myślenie przy planowaniu kolejnych projektów naukowych. W Instytucie leczonych jest wielu pacjentów z niedosłuchem. Gdyby więc udało nam się w odpowiedni sposób wpłynąć na proces różnicowania pozyskanych od tych pacjentów komórek, np. komórek krwi, otrzymalibyśmy bardzo dobry model do dalszych badań. Opracowanie takiego protokołu jest jednak ogromnym wyzwaniem. Konieczne jest eksperymentalne ustalenie, jakie czynniki, w jakiej dawce i przez jaki czas są konieczne, aby zainicjować i przeprowadzić proces różnicowania komórek w kierunku komórek słuchowych.


Więcej w wydaniu maj/czerwiec 3/149/2016
http://slysze.inz.waw.pl/terapia-genowa-nowa-nadzieja-na-leczenie-niedosluchu-slysze-nr-majczerwiec-31492016/

KUP TERAZ
http://www.inz.waw.pl/web/wydawnictwa/isklep.php