العلماء يستعيدون البصر في الفئران باستخدام تقنية جديدة لتعديل الجينات

عالج العلماء في الصين بشكل فعال التهاب الشبكية الصباغي ، وهو سبب رئيسي لفقدان البصر ، لدى الفئران ، وفقًا لبيان صحفي نُشر في يوريكاليرت .

استخدم فريق البحث شكلاً جديدًا من أشكال تحرير الجينوم القائم على تقنية كريسبر ، وهو قابل للتكيف بشكل استثنائي ويمكن أن يعالج العديد من الطفرات الجينية المسؤولة عن التسبب في أمراض مختلفة.

استخدم العلماء تحرير الجينوم لاستعادة الرؤية في الفئران المتأثرة بالاضطرابات الوراثية مثل مرض ليبر الخلقي الذي يؤثر على الظهارة الصبغية للشبكية ، وهي طبقة من الخلايا غير العصبية في العين تدعم الخلايا العصبية المستشعرة للضوء وخلايا مستقبلات الضوء المخروطية.

ومع ذلك ، فإن معظم أشكال العمى الموروثة ، بما في ذلك التهاب الشبكية الصباغي ، تنشأ من الشذوذ الجيني في المستقبلات الضوئية العصبية بدلاً من الظهارة الصباغية للشبكية.

يقول كاي ياو ، الأستاذ في جامعة ووهان للعلوم والتكنولوجيا.

PESpRY: نظام كريسبر شديد التكيف

يُقدر أن التهاب الشبكية الصباغي يصيب شخصًا واحدًا من بين كل 4000 شخص ويمكن أن ينتج عن طفرات في أكثر من 100 جين مختلف. تؤثر هذه الحالة أولاً على الخلايا العصوية المسؤولة عن استشعار الضوء الخافت ، مما يتسبب في اختلال وظيفتها وموتها. بعد ذلك ، يمكن أن يؤثر أيضًا على الخلايا المخروطية المطلوبة لرؤية الألوان ، مما يؤدي في النهاية إلى فقدان الرؤية الذي لا رجعة فيه والذي يكون شديدًا بطبيعته.

يهدف ياو وفريقه البحثي إلى استعادة رؤية الفئران المصابة بالتهاب الشبكية الصباغي الناتج عن طفرة في الجين المسؤول عن ترميز الإنزيم الحرج PDE6β. لقد حققوا ذلك من خلال إنشاء نظام CRISPR شديد التكيف يسمى PESpRY ، والذي يمكن تخصيصه لتصحيح أنواع مختلفة من الطفرات الجينية الموجودة في أي مكان داخل الجينوم.

من خلال استهداف الطفرة الجينية PDE6β بنظام PESpRY ، تمكن ياو والفريق من تصحيح الطفرة بشكل فعال واستعادة نشاط الإنزيم داخل شبكية عين الفئران التي تعاني من التهاب الشبكية الصباغي. منع هذا التدخل تنكس الخلايا المستقبلة للضوء والقضيب والمخروط ، وأعيد تفاعلها الكهربائي مع الضوء.

أخضع الباحثون الفئران المعدلة جينيًا لاختبارات سلوكية مختلفة ، والتي أظهرت أن الحيوانات احتفظت برؤيتها جيدًا في سن الشيخوخة. على سبيل المثال ، كانوا قادرين على التنقل عبر متاهة مائية مسترشدين بإشارات بصرية بكفاءة تقريبًا مثل الفئران السليمة ، وتم عرض حركات رأسهم النموذجية استجابة للمحفزات البصرية.

يؤكد ياو أن العمل الإضافي ضروري لضمان سلامة وفعالية نظام PESpRY لدى البشر. ومع ذلك ، تقدم الدراسة دليلاً جوهريًا على قابلية تطبيق استراتيجية تحرير الجينوم المبتكرة هذه في الجسم الحي وإمكانية علاجها للسياقات البحثية والعلاجية المتنوعة ، وخاصة أمراض الشبكية الموروثة مثل التهاب الشبكية الصباغي.

نُشرت الدراسة في مجلة الطب التجريبي .

ملخص الدراسة:

التهاب الشبكية الصباغي (RP) هو ضمور شبكي وراثي يسبب فقدانًا تدريجيًا ولا رجعة فيه لمستقبلات الشبكية الضوئية. هنا ، قمنا بتطوير أداة لتحرير الجينوم تتميز بتعدد استخدامات المحررين الرئيسيين (PEs) ومتطلبات PAM غير المقيدة لمتغير SpCas9 (SpRY) ، يشار إليها باسم PESpRY. تم نقل شبكية العين المريضة لنموذج الماوس RP المرتبط بـ Pde6b عبر عبوة مزدوجة لنظام AAV PESpRY لتحرير الجينوم في الجسم الحي من خلال غير NGG PAM (GTG). تم عكس فقدان الخلية المتطور بمجرد تصحيح الطفرة ، مما أدى إلى إنقاذ كبير للمستقبلات الضوئية وإنتاج PDE6 وظيفية. أظهرت الفئران المعالجة استجابات كبيرة في مخطط كهربية الشبكية وأظهرت أداءً جيدًا في كل من اختبارات التجنب السلبي والنشط. علاوة على ذلك، لقد قدموا تحسنًا واضحًا في الاستجابات البصرية التي تحركها المحفزات البصرية وأكملوا مهام متاهة الماء الموجهة بصريًا بكفاءة. تقدم دراستنا معًا دليلًا مقنعًا للوقاية من فقدان البصر الناجم عن طفرات الجينات المرتبطة بـ RP عبر التحرير الأولي غير المقيد في الجسم الحي في شبكية العين المتدهورة.