Медицинские исследователи Института Говарда Хьюза проектировали крошечные молекулы РНК, отключающие ген, вызывающий болезнь Хантингтона, не повреждая, что здоровый коллега гена, поддерживающий здоровье и живучесть нейронов. Лабораторные исследования предполагают, что единственная маленькая вмешивающаяся РНК могла уменьшить производство разрушительного белка Huntingtin у почти половины людей с болезнью. Еще 25 процентов пациентов могли бы извлечь выгоду из одного из ряда четырех дополнительных маленьких вмешивающихся РНК.
Филип Д. Зэмор, следователь HHMI в Медицинской школе Массачусетского университета в Вустере и его коллегах сообщил об их результатах исследования в статье, опубликованной 9 апреля 2009 в журнале Current Biology.Нет никакого лечения для болезни Хантингтона, вызванной мутантной формой гена Huntingtin. Huntingtin требуется для здоровых невроцитов, но ген мутанта делает токсичный белок, содержащий избыточные суммы глютамина аминокислоты.Ключ к тому, является ли ген Huntingtin нормальной или дефектной ложью при своего рода генетическом заикании: повторяющаяся последовательность триплета ДНК CAG, кодирующий для глютамина аминокислоты.
Отрезки CAG «повторения» появляются в гене Huntingtin каждого человека, но длина варьируется. Принимая во внимание, что нормальный ген имеет последовательность между шестью и 34 повторениями CAG, патологический ген содержит еще много.
Фактически, любое протяжение ДНК, содержащей больше чем 40 из этих повторений, гарантирует, что ее предъявитель разовьет Хантингтон – чем больше число повторений, тем ранее забастовки болезни и большее ее свирепость. Патологический белок Huntingtin вызывает двигательные расстройства, познавательную неудачу, и в конечном счете, смерть.
Дети, у которых есть родитель с болезнью Хантингтона, имеют 50-процентную возможность наследования болезни сами.Zamore учится, как вмешательство РНК может привыкнуть к генам тишины выборочно. В 1990-х он и другие ученые узнали, что они могли закрыть производство определенных белков путем введения двухспиральной РНК в клетку, которая идентична РНК, которую они хотели выключить. Эти берега РНК, известной как короткая вмешивающаяся РНК (siRNA), часть обособленно оригинальная РНК, которую тогда разрушает клетка.
Но девять лет назад, когда исследователь Нил Аронин, который является также в Медицинской школе UMass, предложил использовать метод, чтобы напасть на Хантингтон, Zamore не мог видеть путь.«Я объяснил ему, что Вы не можете», сказал Зэмор. Проблема состояла в том, что ген болезни и его здоровая аллель почти идентичны, и Зэмор сказал Аронину, что он не будет в состоянии различать две формы Huntingtin. «Затем поскольку он покидал мой офис, пришло в голову мне, что Вы могли», он вспомнил. Ключ был чем-то названным единственный полиморфизм нуклеотида или SNP.
SNP является любым местом на генетическом коде, варьирующемся единственной единицей. Генетический код написан с четырьмя письмами, A, C, T, и G, обозначающие эти четыре нуклеотида, аденозин, цитидин, тимидин и гуанозин. Структура этих нуклеотидов диктует, какой белок закодирован данным геном. ДНК в ядре транскрибирована как РНК посредника, оставляющая ядро и начинающая делать белки на основе заказа этих четырех основ.
Две копии человека любого гена могут измениться в этих местоположениях «просто, потому что у этих двух родителей есть различные родословные», сказал Зэмор.Zamore, Aronin и их сотрудники решили искать такое изменение в гене Huntingtin. Это было что-то вроде съемки общим планом.
Даже если бы лаборатория нашла соответствующий SNPs, было вероятно, что немного людей разделили бы те же полиморфизмы, делая разработку лекарственного средства и проверив почти – если не полностью – невозможный.Тогда они стали удачными. Поиск SNPs в генетическом материале 109 Хантингтонских пациентов раскрыл единственный SNP, который несут 48 процентов людей с Хантингтоном. «Этот SNP фактически связан с болезнью.
Мы не знаем, почему», сказал Зэмор. Это означало, что единственный siRNA мог отключить выражение в гене мутанта Хунтингтина – при оставлении здоровых генов Хунтингтина клеток интактными – в почти половине пациентов всего американского и европейского Хантингтона.«Самая захватывающая часть исследования находила один siRNA, который ясно является главным кандидатом на клиническое испытание, где население пациента предсказано, чтобы быть достаточно большим, что это заслуживает развитие наркотика, который Вы могли принять в испытание», сказал Зэмор.
«Это устраняет самое большое беспокойство, которое мы имели, который был, что число siRNAs, который мы должны будем проверить, чтобы оказать влияние на болезнь, было бы слишком большим, и как следствие FDA никогда не будет одобрять испытания», он продолжал.Путем добавления siRNA против одного из двух других общих SNPs Зэмор говорит, что подавление активности гена могло быть эффективным при 75 процентах пациентов с болезнью Хантингтона в США и Европе. Несмотря на то, что группа нашла, что другой SNPs, предназначаясь для больше из них не увеличил число пациентов, которым можно было помочь, сказал он.
Следующая проблема стала развитием siRNAs, который мог различить между целевыми МРНК и нецелью. «Это, оказалось, было разочаровывающе трудно», сказал Зэмор. В анализах клеток человека siRNA иногда нарезал РНК болезни, как это должно. Но иногда это разрушало нормальную РНК Huntingtin также.
Чтобы предотвратить эту ошибку, Зэмор и его коллеги изменили еще одну основу нуклеотида на siRNA. Теперь, РНК глушения отличалась от здоровой МРНК двумя нуклеотидами, делая его менее вероятно, чтобы захватить хорошую РНК.Дальнейшее исследование у мышей исследует эффективность siRNA инструмента. «siRNA должен быть достаточно стабильным, и должен войти в правильные клетки и должен различить между этими двумя (гены). Это – невероятно дорогая работа», сказал он.
Зэмор признает, что даже с этим прогрессом, они – длинный путь от лечения для Хантингтона. «Сообщество Хантингтона очень опытно о понимании, что научный прогресс всегда тащится. Это – сумма большого количества небольших шагов.
С нашей точки зрения самая важная вещь состоит в том, чтобы продолжать делать те шаги».Источник:
Дженифер МичаловскиГовард Хьюз медицинский институт