Sztuczne chromosomy mogą naprawiać wady genetyczne

Sztuczne chromosomy to odpowiednik naturalnych struktur, w
których DNA jest upakowany w jądrze komórkowym i które umożliwiają
prawidłowe powielanie się i rozdział materiału genetycznego do
komórek potomnych. Chromosomy oprócz DNA są utworzone ze
specjalnych białek.

Sztuczne chromosomy posiadają tylko takie sekwencje DNA, dzięki
którym mogą przetrwać w kolejnych generacjach komórek i które
zapewniają im zdolność samopowielania się. Nie ma w nich żadnych
genów, poza tymi, które mają "naprawić" wadę genetyczną oraz
sekwencji, regulujących ich aktywność.

Prowadzący najnowsze badania Mitsuo Oshimura z Uniwersytetu
Tottori uważa, że sztuczne chromosomy to przyszłość terapii
genowej. Metoda ta ma polegać na wprowadzaniu sztucznego
chromosomu z "leczniczym" genem do komórek macierzystych, które
następnie będą wszczepiane do organizmu.

Komórki macierzyste mają tak duże zdolności dzielenia się i
przekształcania w komórki różnych tkanek, że mogą zupełnie
odtworzyć tkankę dotkniętą schorzeniem. Ta metoda może być np.
wykorzystana w leczeniu poważnych rzadkich chorób neurologicznych,
które są wynikiem uszkodzeniem jednego genu w komórkach nerwowych
mózgu.

Jej zaletą jest to, że pozwala wprowadzać do komórki spore ilości
materiału genetycznego, nawet kilka genów na raz. Poza tym, w
przeciwieństwie do bardziej konwencjonalnych terapii genowych, gen
wprowadzony na sztucznym chromosomie nie musi wbudować się do DNA
i nie grozi uszkodzeniem innych ważnych genów. Sztuczny chromosom
funkcjonuje bowiem jako  samodzielna struktura.

Wcześniej sztuczne chromosomy z dodatkowym genem udało się z
sukcesem wprowadzić do komórek hodowanych w laboratorium. Dokonali
tego naukowcy z kanadyjskiej firmy biotechnologicznej Chromos
Molecular Systems w Burnaby (w Kolumbii Brytyjskiej). Okazało się,
że gen działał prawidłowo po tym, jak komórki  przeszczepiono
żywym myszom.

Teraz naukowcy pod kierunkiem Oshimury przeprowadzili podobny
eksperyment na komórkach macierzystych pobranych z jąder męskich
noworodków mysich. Myszy były zmienione genetycznie - wyłączono im
gen kodujący białko p53, które pełni podstawową rolę w
zapobieganiu nowotworom.

Wprowadzając do komórek macierzystych sztuczny chromosom z genem
p53 badacze przywrócili produkcję tego białka. Dzięki temu,
aktywacji uległ inny gen, normalnie kontrolowany przez p53.

Jak wyjaśniają naukowcy, badane przez nich komórki zarodkowe mogą
dać początek wielu tkankom organizmu. Ich możliwości rozwojowe są
niemal takie same jak zarodkowych komórek macierzystych,
najbardziej plastycznych ze wszystkich komórek. Oshimura
podkreśla, że po wprowadzeniu sztucznego chromosomu komórki
macierzyste z jąder zachowały swe dotychczasowe zdolności.

Badacze z zespołu Oshimury zaprezentowali wyniki swojej pracy na
spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Terapii Genowej w Baltimore
(stan Maryland). Na tym samym spotkaniu kanadyjscy naukowcy z
firmy Chromos ogłosili, że udało im się wprowadzić sztuczne
chromosomy do ludzkich zarodkowych komórek macierzystych.

Jednak zanim ta metoda terapii zostanie wykorzystana w praktyce
klinicznej, czeka ją wiele testów. Trzeba będzie m.in. sprawdzić,
czy sztuczne chromosomy są stabilne i utrzymują się w komórkach
przez dłuższy okres czasu. (PAP)