Az örökletes betegségek, mint a cisztás fibrózis, hemofília vagy Tay-Sachs-kór, gyakran több genetikai mutáció együttes jelenlétével járnak. Ez azt jelenti, hogy még az azonos diagnózissal rendelkező betegek esetében is eltérő mutációk halmaza okozhatja a betegséget. Ez a genetikai komplexitás jelentős kihívást jelent a génterápiák fejlesztése során, hiszen a jelenlegi módszerek általában csak egy vagy két mutációra fókuszálnak, így nem képesek széles körben alkalmazható kezelést nyújtani minden érintett számára.
Az új, hatékonyabb génszerkesztési technológia
A texasi Austin Egyetem kutatói egy forradalmian új génszerkesztési eljárást fejlesztettek ki, amely képes egyszerre több betegségokozó mutációt is kijavítani emlős sejtekben. A technika sikeresen javította a gerincferdüléssel (scoliosis) összefüggő mutációkat még zebradánió embriókban is.
Ez az új megközelítés a retronok nevű genetikai elemekre épül, amelyek eredetileg baktériumokban találhatók meg és vírusfertőzések elleni védekezést segítik elő. A kutatók most először alkalmazták sikeresen a retronokat gerincesekben betegséghez kapcsolódó mutációk kijavítására, ami új reményt jelenthet az emberi genetikai rendellenességek kezelésében.
„A legtöbb jelenlegi génszerkesztési módszer csak egy-két mutációra korlátozódik, így sok beteget nem tudnak megfelelően kezelni,” – mondta Jesse Buffington, az UT Austin doktorandusza és a Nature Biotechnology folyóiratban megjelent tanulmány társszerzője. „Célom egy olyan technológia kifejlesztése, amely sokkal inkluzívabb és képes kezelni az egyedi mutációkat hordozó betegeket is.”
A hibás DNS szakaszok egészséges szekvenciákkal való helyettesítése
A retron-alapú rendszer lehetővé teszi hosszabb hibás DNS-szakaszok cseréjét egészséges szekvenciákra. Ez azt jelenti, hogy egyetlen retron „csomag” egyszerre több mutációt is képes kijavítani ugyanazon DNS-szakaszon belül, nem csak egyetlen hibára koncentrálva.
„Célunk a génterápia demokratizálása: olyan kész eszközök létrehozása, amelyek egyszerre nagy betegcsoportokat képesek meggyógyítani,” magyarázta Ilya Finkelstein molekuláris bioszociológus professzor. „Ez anyagilag is fenntarthatóbbá teszi a fejlesztést és egyszerűsíti az engedélyezési folyamatot, hiszen csak egy FDA jóváhagyás szükséges.”
Bár korábban is próbálták már alkalmazni a retronokat emlős sejtekben, ezek az eredmények nagyon alacsony hatékonyságot mutattak (mindössze 1,5% javított sejt). Az UT Austin csapata azonban jelentősen növelte ezt az arányt: mostanra körülbelül 30%-os sikerességet értek el az egészséges DNS beillesztésében. A kutatók bíznak benne, hogy ez az arány tovább javítható lesz a technika fejlődésével.
A lipid nanorészecskék szerepe a hatékony génszállításban
Egy további előny, hogy a retron rendszert RNA formájában lipid nanorészecskékbe csomagolva juttathatják be a sejtekbe. Ezek a nanorészecskék speciálisan úgy vannak tervezve, hogy leküzdjék a hagyományos génszerkesztési módszereknél gyakran felmerülő szállítási problémákat.
Alkalmazás: cisztás fibrózis kezelése
A kutatócsoport jelenleg azt tervezi, hogy módszerüket adaptálják a cisztás fibrózis (CF) kezelésére. Ez az életveszélyes betegség a CFTR gén különböző mutációi miatt alakul ki, amelyek vastag nyák felhalmozódását okozzák a tüdőben – ez pedig krónikus fertőzésekhez és hosszú távú tüdőkárosodáshoz vezet.
Az UT Austin nemrég támogatást kapott az Emily’s Entourage nevű nonprofit szervezettől, amely azon dolgozik, hogy megtalálja a kezeléseket azoknak az embereknek (a CF-s betegek kb. 10%-ának), akik nem reagálnak jól a jelenlegi terápiákra. A kutatók most laboratóriumi modelleken kezdik el tesztelni a hibás CFTR génszakaszok cseréjét, majd később páciensektől származó légúti sejtekben folytatják majd munkájukat.
„A hagyományos génszerkesztési technológiák leginkább egyetlen mutációra hatékonyak és költségesek optimalizálni őket,” – magyarázta Buffington. „A cisztás fibrózis esetében több mint ezer különböző mutáció okozhatja a betegséget. Nem éri meg anyagilag cégeknek három ember számára külön terápiát fejleszteni. A retron-alapú megközelítésünkkel viszont ki tudunk vágni egy egész hibás régiót és helyettesíteni egészséges szakaszokkal – így sokkal szélesebb betegpopulációt érhetünk el.”
Egy másik támogatást kapott projekt keretében hasonló munkát végeznek majd azon CFTR génrégió célzására, amely tartalmazza a leggyakoribb CF-t okozó mutációkat.
A kutatócsapat és jövőbeli kilátások
A kutatás vezetői Jesse Buffington és Ilya Finkelstein mellett Hung-Che Kuo, Kuang Hu, You-Chiun Chang, Kamyab Javanmardi, Brittney Voigt, Yi-Ru Li, Mary E. Little, Sravan K. Devanathan, Blerta Xhemalçe és Ryan S. Gray is részt vesznek. Munkájuk fontos mérföldkő lehet abban, hogy olyan génterápiák jöjjenek létre, amelyek alkalmazkodóképesebbek, hatékonyabbak és befogadóbbak azok számára is, akik komplex genetikai betegségekkel küzdenek.
Összességében ez az új retron-alapú génszerkesztési technológia jelentős előrelépést hozhat az örökletes betegségek kezelésében. Nemcsak növeli a javított sejtek arányát és lehetővé teszi több mutáció egyidejű korrekcióját, hanem megoldást kínálhat azok számára is, akik eddig kimaradtak a célzott terápiákból. A jövőben várhatóan további fejlesztések következnek majd ezen ígéretes módszer alkalmazhatóságának bővítésére.
Forrás: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251025084545.htm