კიბოს უჯრედების კუნთის უჯრედებად გარდაქმნა — CRISPR ტექნოლოგია სცენაზეა

მეცნიერებაში ყველა წარმატებულ წამალს აღმოჩენის საკუთარი გზა აქვს და ასეთი კვლევები ახალი წამლების დაბადების ნიადაგია. რაბდომიოსარკომა (RMS) დამაზიანებელი, აგრესიული ბავშვთა კიბოა, რომელიც ბავშვების კუნთის უჯრედებს ჰგავს. Cold Spring Harbor-ის ლაბორატორიის პროფესორი Christopher Vakoc და მისი გუნდი ამ უჯრედების კუნთის უჯრედებად გარდაქმნის მეთოდზე მუშაობენ. ეს შეიძლება მკურნალობის რევოლუციური აღმოჩენის დასაწყისი იყოს.

ადრე კიბოს უჯრედი იყო, ახლა კუნთია

Christopher Vakoc-ისა და Martyna Sroka-ს გუნდმა RMS უჯრედების კუნთის უჯრედებად გარდაქმნის მეთოდი აღმოაჩინა. ამ დროს უჯრედები კუნთის ტიპურ თვისებებსა და ფუნქციებს იძენს. ეს ხდება უჯრედებში NF-Y ცილის შემცირებისას. NF-Y-ის ნაკლებობისას კიბო გამრავლებას წყვეტს და კუნთის ტიპური ნიშნების შეძენას იწყებს.

მკურნალობის ახალი მეთოდი: დიფერენცირების თერაპია

მეთოდი ცნობილია, როგორც დიფერენცირების თერაპია, და უცნობი იყო, იმუშავებდა თუ არა RMS-ში. Vakoc-ის ლაბორატორიის მუშაობით ეს რეალურ შესაძლებლობად იქცა. იმ გენების საპოვნელად, რომლებსაც RMS უჯრედების კუნთის უჯრედებად გარდაქმნა შეუძლია, გუნდმა შეიმუშავა CRISPR-ის გამოყენებით გენეტიკური სკრინინგის ახალი ტექნიკა. აღმოჩნდა, რომ ამ გარდაქმნაში NF-Y ცილას გადამწყვეტი როლი აქვს.

CRISPR-ზე დაფუძნებული გენეტიკური დამიზნება: რევოლუციური მეთოდი კიბოს მკურნალობაში

ბოლო წლებში CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) ტექნოლოგიამ გენების რედაქტირებაში რევოლუცია მოახდინა. იგი მეცნიერებს DNA-ში კონკრეტული გენების დამიზნებისა და შეცვლის საშუალებას აძლევს და მკურნალობის ახალ შესაძლებლობებს ქმნის. რაბდომიოსარკომის ამ კვლევაში CRISPR-ზე დაფუძნებულმა მეთოდმა აჩვენა, რომ NF-Y ცილის ნაკლებობამ კიბოს უჯრედები ნორმალური კუნთის უჯრედებად შეიძლება გარდაქმნას.

კვლევაში გამოყენებული CRISPR ტექნიკა

1. გენის ამოცნობა: პირველად მკვლევრები გენეტიკურ სკრინინგს იყენებენ იმ პოტენციური გენების გამოსავლენად, რომლებიც RMS უჯრედებს ნორმალურ კუნთად გარდაქმნის. ამ კვლევაში NF-Y ცილის მნიშვნელოვანი როლი დადგინდა.
2. გენის რედაქტირება: CRISPR-Cas9 სისტემა კონკრეტული გენის (აქ NF-Y გენური კომპლექსის) დამიზნებისა და რედაქტირების საშუალებას იძლევა. იგი RNA მოლეკულებით სამიზნე გენს ცნობს და DNA-ს Cas9 ფერმენტით ჭრის.
3. გენის ინაქტივაცია: Cas9 ფერმენტი NF-Y გენს ჭრის, რის შედეგადაც გენი ფუნქციას კარგავს და უჯრედების დიფერენცირება იწყება.

ზემოთ ნაჩვენებია RMS უჯრედების ჯანსაღ კუნთად გარდაქმნა. NF-Y-ის შემცირებისას კიბო გამრავლებას წყვეტს და კუნთის ტიპურ თვისებებსა და ფუნქციებს იძენს. ქვედა რიგის მიკროსკოპული გამოსახულებები გარდაქმნამდე და მის შემდეგ რეალურ უჯრედებს აჩვენებს.

გამოყენება

ამ კვლევაში CRISPR-ით NF-Y გენური კომპლექსი დამიზნებული და ინაქტივირებული იყო. ეს იწვევს PAX3-FOXO1 შერწყმული ცილის ფუნქციის დაკარგვას, რომელიც RMS უჯრედების მიოგენურ დიფერენცირებას (კუნთის უჯრედებად გარდაქმნას) აჩერებს. შედეგად უჯრედები ნორმალურ კუნთად გარდაქმნას იწყებს, რაც უკონტროლო გამრავლებას წყვეტს და ნორმალურ ფუნქციებს აღადგენს.

ახალი კავშირი NF-Y-სა და RMS-ს შორის

ამ აღმოჩენამ შეიძლება ჯაჭვური რეაქცია დაიწყოს და დიფერენცირების თერაპია პაციენტებამდე მიიტანოს. ტექნოლოგია სხვა კიბოებშიც შეიძლება გამოდგეს, რაც ნიშნავს, რომ მეცნიერებმა ერთ დღეს სხვა სიმსივნეების ჯანსაღ უჯრედებად გარდაქმნაც შეიძლება ისწავლონ.

მომავლის მკურნალობა: უფრო ხელმისაწვდომი დიფერენცირების თერაპია

Vakoc ხაზს უსვამს ამ ტექნოლოგიის ნებისმიერი კიბოს შესასწავლად და მისი დიფერენცირების გზის საპოვნელად გამოყენების პოტენციალს. ეს შეიძლება თერაპიის ხელმისაწვდომობის მნიშვნელოვანი ნაბიჯი იყოს.

მხარდაჭერა და იმედი: ოჯახები და Vakoc-ის ლაბორატორია

Cold Spring Harbor-ის ლაბორატორიის კიბოს აღმოჩენებს მხარს უჭერს იქ მცხოვრები ოჯახები, რომლებმაც ახლობლები ამ კიბოებით დაკარგეს. Vakoc ამბობს: "გარკვეული სასოწარკვეთით ისინი შეიკრიბნენ ახალი მკურნალობის სტრატეგიის მოსაძებნად და დაგვაფინანსეს". ახლა ეს ოჯახები და ლაბორატორია შეიძლება გახდნენ მეცნიერული გარღვევის გმირები, რომელიც ბავშვების სიცოცხლეს გადაარჩენს და მკურნალობას ძირეულად შეცვლის.