Мітохондрії (на фото) несуть унікальну ДНК, але коли ця ДНК мутує, це може спричинити невиліковні захворювання. Нове дослідження розглядає спосіб зниження ризику цих захворювань. (Зображення: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images)
Мітохондрії, центри клітинного кровообігу, містять власну особливу ДНК, яка передається від матері до дитини, але ця ДНК іноді може містити мутації, що викликають захворювання, від яких наразі немає ліків.
Тепер, у новому клінічному випробуванні, вісім немовлят, які мали високий ризик успадкування таких захворювань від своїх матерів, схоже, були врятовані завдяки новій техніці під назвою «донація мітохондрій».
Підхід, який використовується в дослідженні, розробляється вже багато років і лише зараз застосовується до пацієнтів. Ранні спроби мітохондріального донорства були вперше описані в експериментах на мишах, опублікованих у 1980-х роках, сказала співавтор дослідження Мері Герберт, професор репродуктивної біології в Університеті Монаша в Мельбурні.
Вам може сподобатися
-
Американська дитина вперше отримала індивідуальне лікування генетичних захворювань за допомогою CRISPR
-
У першому дослідженні вродженої глухоти у підлітків та дорослих, яку лікують за допомогою нової генної терапії
-
Нова альтернатива CRISPR може «встановлювати» цілі гени, прокладаючи шлях до лікування багатьох генетичних захворювань
Після цього були проведені дослідження людських ембріонів, які були запліднені за допомогою екстракорпорального запліднення (ЕКЗ), але непридатні для використання, тому їх натомість було передано для досліджень. Потім, у 2015 році, у Великій Британії було прийнято перше у світі законодавство, яке дозволило проводити дослідження з використанням якісних людських ембріонів, що було необхідно, щоб показати, що ця методика дійсно може призвести до життєздатної вагітності. Відтоді вчені вдосконалили підхід до перенесення здорових мітохондрій в ембріони, вирішуючи численні проблеми, що виникали на цьому шляху.
«На кожному етапі були перешкоди», – сказав Герберт, який також працює в Університеті Ньюкасла та Центрі фертильності Ньюкасла у Великій Британії. Тепер результати дослідження, описані у двох звітах, опублікованих у середу (16 липня) в The New England Journal of Medicine, можуть запропонувати рішення для батьків, які в іншому випадку мають дуже високу ймовірність передачі цих захворювань своїм дітям.
«Це такий тягар, який передається з покоління в покоління жінок у цих сім’ях», – сказала Герберт. «Справді приємно мати можливість щось зробити, запропонувати якийсь вихід».
«Це принесло радість і полегшення батькам»
Спадкові мітохондріальні захворювання, які, за оцінками, вражають приблизно 1 з 5000 народжень, можуть спричиняти широкий спектр симптомів, включаючи судоми, м’язову слабкість, втому, втрату зору, серцеві захворювання, затримку розвитку та труднощі з навчанням. Ці симптоми можуть варіюватися від легких і контрольованих до важких і небезпечних для життя, причому більш серйозні прояви зазвичай виникають невдовзі після народження.
Хоча відомо, що мутації, що викликають ці захворювання, успадковуються від матері, їх передача від батьків до потомства все ще дещо непередбачувана. Це пояснюється тим, що в одній яйцеклітині «мутаційне навантаження» може варіюватися — деякі яйцеклітини містять мітохондріальну ДНК з невеликою кількістю шкідливих мутацій або взагалі без них, тоді як інші містять мітохондрії лише з мутованою ДНК.
Якщо уражені батьки завагітніють без допомоги репродуктивних технологій, «у них може народитися абсолютно здорова дитина або дитина, яка помре в перші кілька днів життя», – сказав Герберт.
Майбутні мами, які виношують поєднання високого та низького навантаження яйцеклітин, мають можливість самостійно відібрати яйцеклітини з низьким навантаженням за допомогою преімплантаційного генетичного тестування (ПГТ) – методу, що поєднується з ЕКЗ. Однак, «ПГТ не підходить людям з дуже високим мутаційним навантаженням у всіх яйцеклітинах – іноді 100% мутаційне навантаження», – пояснила Герберт.
Ці пацієнти, які самі не обов'язково є надзвичайно хворими, але, ймовірно, передають у спадок відповідні мутації, можуть отримати користь від донорства мітохондрій.
У дослідженні дослідники безпосередньо порівняли підхід ПГТ з мітохондріальним донорством. Усі учасники мали хвороботворні мутації мітохондріальної ДНК, і всім їм було проведено інтрацитоплазматичну ін'єкцію сперматозоїда (ІЦІС) – форму ЕКЗ, при якій один сперматозоїд вводиться безпосередньо в яйцеклітину, щоб викликати запліднення. Пацієнткам з достатньо низьким мутаційним навантаженням у деяких яйцеклітинах пропонували ПГТ, тоді як тим, у кого мутаційне навантаження було занадто високим, пропонували мітохондріальне донорство.
Сам процес донації можна було здійснити кількома різними способами, але в ході дослідження дослідники використовували «пронуклеарний перенос», коли яйцеклітину запліднюють, а потім її ядро видаляють і поміщають в іншу, донорську яйцеклітину. Донорську яйцеклітину перевірили на наявність відомих мітохондріальних мутацій, а також видалили власне ядро. Таким чином, отриманий ембріон несе ядерну ДНК яйцеклітини та сперматозоїда, що використовувалися для запліднення, а також мітохондріальну ДНК донорської яйцеклітини.
Зрештою, 16 з 39 пацієнток, яким проводили ПГТ, завагітніли, в результаті чого народилося 18 дітей (включаючи кількох близнюків). Для порівняння, 8 з 22 пацієнток, яким зробили мітохондріальне донорство, завагітніли, в результаті чого наразі народилося вісім дітей, оскільки одна вагітність все ще триває. Обидві методики призвели до подібної частки вагітностей від загальної кількості людей, які отримували лікування.
«Цей процес приніс радість і полегшення батькам цих дітей, які думали, що ніколи не зможуть мати дітей без ризику мітохондріальних захворювань», – сказав співавтор дослідження доктор Боббі Макфарланд, професор дитячої мітохондріальної медицини та почесний консультант-педіатричний невролог Ньюкаслського університету.
«Бути частиною командної роботи, спрямованої на досягнення цієї мети, було справді особливим», – сказав він Live Science в електронному листі.
Подальше вдосконалення техніки
Команда дослідників повідомила, що всі діти, зачаті за допомогою мітохондріального донорства, народилися здоровими та досягають своїх етапів розвитку.
«Тепер ми горді батьки здорової дитини — справжній успіх у заміщенні мітохондрій», — сказала одна з матерів хлопчика у своїй заяві. «Цей прорив розвіяв важку хмару страху, яка колись нависла над нами».
Здоров'я дітей продовжуватиме пильно стежити за ними й надалі. «Ми провели широкий спектр клінічних звітів про здоров'я цих дітей, а також включили детальну оцінку розвитку у 18 місяців», – сказав Макфарланд. «Ми зараз вносимо зміни до дослідження, щоб знайти більш незначні проблеми розвитку у 5 років».
Примітно, що процедура перенесення пронуклеарних клітин не гарантує, що кожен останній шматочок мітохондріальної ДНК у дитини буде з донорської яйцеклітини. Це пояснюється тим, що в процесі переміщення ядра з однієї яйцеклітини до іншої невелика кількість мітохондріальної ДНК матері може бути перенесена разом з ядром, пояснив Герберт.
У восьми дітей, народжених на сьогодні, у деяких рівень материнської мітохондріальної ДНК у клітинах крові був невизначеним, тоді як у інших – виявленою, але концентрація нижча за ту, яка може спричинити захворювання. Однак, за словами Герберта, команді дослідників потрібно буде спостерігати, чи з часом кількість ДНК, що несе мутації, зростатиме.
«Ми повинні розглядати ці технології як засоби для зниження ризику; ми не можемо гарантувати профілактику», – сказала вона, наголосивши, що батьків інформують про це обмеження до процедури та консультують щодо всіх доступних варіантів. У майбутньому вчені сподіваються вдосконалити методику, щоб максимально зменшити ризик перенесення інфекції, а також зробити процес ефективнішим та легшим для відтворення.
Хоча дві групи батьків у дослідженні відрізнялися одна від одної, особливо за рівнем мутаційного навантаження, було корисно безпосередньо порівняти групи, написала Робін Ловелл-Бедж, головний керівник групи в Інституті Френсіса Кріка у Великій Британії, у супровідному коментарі в The New England Journal of Medicine.
«Наявність групи, яка пройшла ПГТ, як групи порівняння підтверджує висновок про те, що перенесення пронуклеарних клітин є дієвим методом зниження ризику захворювання мтДНК [мітохондріальної ДНК]», – написав він. «Статті, яких так довго очікували, демонструють (обережно) хороший результат і варті очікування», – додав він.
Дослідження мітохондріального донорства продовжуватимуться у Великій Британії, а також в Австралії, яка ухвалила аналогічні правила, як і Велика Британія, у 2022 році, щоб дозволити проведення таких досліджень, зазначив Герберт. Макфарланд додав щодо поточного дослідження, що «це все ще відносно невелика кількість немовлят, тому нам потрібно спостерігати більше та довше».
Тим часом у США Управління з контролю за продуктами харчування та лікарськими засобами наразі не дозволяє клінічні дослідження цих типів «методів мітохондріальної заміни» на людях, частково через давні правила, прийняті Конгресом.
Застереження
Ця стаття призначена лише для ознайомлення та не є метою надання медичних порад.
Ніколетта Ланезе, редактор каналів, відділ здоров'я
Ніколетта Ланезе — редакторка каналу про здоров'я на Live Science, а раніше працювала редактором новин та штатним автором на цьому сайті. Вона має сертифікат магістра з наукової комунікації Каліфорнійського університету в Санта-Крузі та дипломи з неврології та танцю Університету Флориди. Її роботи публікувалися, серед інших видань, у The Scientist, Science News, Mercury News, Mongabay та Stanford Medicine Magazine. Проживаючи в Нью-Йорку, вона також активно займається танцями та виступає у виставах місцевих хореографів.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Американська дитина вперше отримала індивідуальне лікування генетичних захворювань за допомогою CRISPR
У першому дослідженні вродженої глухоти у підлітків та дорослих, яку лікують за допомогою нової генної терапії
Нова альтернатива CRISPR може «встановлювати» цілі гени, прокладаючи шлях до лікування багатьох генетичних захворювань
Експериментальне лікування високого рівня холестерину редагує ДНК в організмі для зниження рівня ЛПНЩ
«Епігенетична пам'ять» може допомогти пояснити, чому СПКЯ має тенденцію до спадковості
Вчені вирощують міні-амніотичні мішечки в лабораторії, використовуючи стовбурові клітини (Новини генетики)
Чому так багато чоловіків страждають на дальтонічну сліпоту?
Як ДНК використовується для ідентифікації жертв масових катастроф?
У першому дослідженні вродженої глухоти у підлітків та дорослих, яку лікують за допомогою нової генної терапії
Чому чоловіки в середньому вищі за жінок?
Рідкісне генетичне захворювання, яке призводить до появи твердої «луски» у немовлят
Нове дослідження підтверджує, що раса та генетика не дуже узгоджуються.
Хмари-«крижані кубики», виявлені в центрі галактики, не повинні існувати — і вони натякають на нещодавній вибух чорної діри
У шахті Юкон знайшли «чудово збережений» череп коня льодовикового періоду
Дивіться, «Звір»: над Сонцем зависає гігантський плазмовий шлейф, схожий на тварину, в 13 разів ширший за Землю.
Найбільший відомий марсіанський метеорит на Землі продано на аукціоні за 5,3 мільйона доларів
Чи пукають лінивці? Нове відео нарешті відповідає на давнє питання
Вчені виявили давно втрачені гігантські річки, які протікали через Антарктиду до 80 мільйонів років тому ОСТАННІ СТАТТІ
1. Хмари у формі «крижаних кубиків», виявлені в центрі галактики, не повинні існувати — і вони натякають на нещодавній вибух чорної діри
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зверніться до експертів Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “аналіз-новини-типу, serversidehawk, відеоартикул, van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
