Een team van onderzoekers Vanderbilt heeft voor het eerst aangetoond dat een nieuw type van gentherapie, genoemd de interferentie van RNA, een genetische wanorde in een levend dier kan helen.
De studie, die online 15 Nov. door de dagboekEndocrinologie werd gepubliceerd, toont aan dat de interferentie van RNA een spanning van muis „kan redden“ die genetisch is gebouwd om een gebrekkig menselijk hormoon uit te drukken dat zich in de normale groei mengt. Wanneer het gen dat het gebrekkige menselijke de groeihormoon produceert in het genoom van de muis wordt opgenomen, belemmert het ook de groei van de muis. Maar wanneer een klein fragment van RNA dat zich in de productie mengt van het hormoon ook wordt toegevoegd, wordt de muis hersteld aan normaal.
„Het is zeer tevredenstellend geweest om de onderliggende oorzaak van deze genetische wanorde te berekenen en dan een manier te identificeren om het te verhinderen,“ zegt John Phillips, David T. Karzon Professor van Pediatrie op het Universitaire Medische Centrum Vanderbilt, dat de menselijke wanorde van de de groeideficiëntie sinds 1978 heeft bestudeerd. Hij werkte op het onderzoek samen met gediplomeerde studenten Nikki Shariat en Robin Ryther, die door Professor van Biologische Sciences James G. Patton worden geleid.
De het hormoondeficiëntie is van de Groei geschat om binnen - tussen één in 4.000 tot 10.000 kinderen voor te komen. Het heeft een aantal verschillende oorzaken, maar die genetisch wordt geërft wordt genoemd Geïsoleerd type II van Deficiëntie van het Hormoon van de Groei, en dit is het onderwerp van de studie.
De Kinderen met ighd-II lijken vrij normaal bij geboorte maar bereiken geen gewicht of groeien zo snel aangezien zij zouden moeten, en hun beenderen niet behoorlijk rijpen. De huidige behandeling bestaat jarenlang uit dagelijkse injecties van de groeihormoon tot de patiënten hun volwassen hoogte bereiken. Niet alleen is deze behandeling uiterst duur, slaagt het ook er niet in om de onderliggende bron van het probleem te verbeteren: verslechtering en dood van cellen in de slijmachtige klier die de groeihormoon produceren. Dientengevolge, kan zich deze enige hormoondeficiëntie tot multi-hormonale deficiëntie in tijd ontwikkelen.
Ighd-II is wat de genetici een dominante negatieve wanorde roepen. Het wordt veroorzaakt door een gebrekkige vorm van menselijk de groeihormoon dat niet alleen de geen groei zelf kan bevorderen maar ook de actie van normaal de groeihormoon blokkeert. „Het handelt als Aesop hond in de trog… die heeft geen gebruik voor het hooi maar de koeien van het eten houdt,“ zegt Phillips. Een andere gemeenschappelijke dominante negatieve ziekten omvatten vormen van dubbelpuntkanker, doofheid, spierdystrofie, brosse beenziekte, nierziekte en retinitis pigmentosa.
De blauwdruk voor een proteïne zoals de groeihormoon wordt genetisch gecodeerd in een reeks van speciale segmenten genoemd exons. De instructies in exons worden eerst gekopieerd op een lengte van speciaal RNA, genoemd boodschapper-RNA. Boodschapper-RNA wordt verplaatst naar een structuur in de cel genoemd die een ribosoom, dat aminozuren in de orde verbindt door de opeenvolging van RNA wordt gespecificeerd de proteïne te creëren.
Het Normale de groeihormoon wordt geproduceerd door een reeks van vijf exons. Het gebrekkige hormoon is het resultaat van een het verbinden fout: Het wordt door de segmenten gemaakt te combineren door eerste twee exons en laatste twee exons worden gecodeerd die, verkeerd overslaand derde exon.
Een „normale persoon heeft een zeer kleine hoeveelheid dit gebrekkige hormoon - ongeveer 1 percent - maar de mensen in families met ighd-II produceren 10 tot 20 tot 50 percenten. En meer maken zij langzamer zij groeien,“ zegt Patton.
In 2003, creeerde de medeauteur Iain Robinson bij het Nationale Instituut voor Medisch Onderzoek naar Londen een transgenic muis met het menselijke gen van het de groeihormoon dat de deficiëntie van het de groeihormoon dupliceerde. Hoewel de veranderde muizen nog de het hormoongenen van de muisgroei bevatten, vond hij dat de hoge niveaus van het gebrekkige menselijke de groeihormoon niet alleen belemmerden eigenlijk hun groei maar de cellen in slijmachtig doodden die de groeihormoon produceren.
„Dit kwam als echte verrassing: Wij dachten nooit dat een het verbinden fout zou leiden tot celdood,“ zeggen Patton.
Ondertussen, de vooruitgang in de interferentieonderzoek van RNA Patton en Phillips een idee voor een manier gaf om deze wanorde te verbeteren.
In de laatste 15 jaar, hebben de wetenschappers gerealiseerd dat de korte stukken van double-stranded RNA, genoemd tot zwijgen brengen-RNA, een weg gebruiken die normaal door cellen wordt gebruikt om genen te regelen. Dit heeft tot een kans geleid om hoogst gerichte therapie voor een aantal genetische ziekten met inbegrip van macular degeneratie in het oog te ontwikkelen en om virussen zoals herpes en ademhalingsvirussen te blokkeren RSV. „Aan het beste van onze kennis, is dit de eerste keer het is gebruikt om een dominante negatieve wanorde in een het leven dier te verbeteren,“ zegt Patton.
De onderzoekers realiseerden dat boodschapper-RNA dat het gebrekkige hormoon produceerde een unieke die handtekening had door derde exon wordt gecreeerd over te slaan. Dit stond het laboratorium Patton toe om tot specifiek die tot zwijgen brengen-RNA te leiden, wordt ontworpen om uniek met gebrekkig boodschapper-RNA te binden.
„U zou dit kunnen roepen „als u niet van het bericht, de boodschapper“ benadering doden,“ quips Phillips houdt.
Hebben geleidd tot speciaal tot zwijgen brengen-RNA, het volgende probleem was hoe te het aan de slijmachtige klier te leveren die, in het geval van de muis, de grootte van een korrel van ongekookte rijst is en bij de basis van de hersenen gevestigd. Als bewijs van concept, beslisten de onderzoekers een tweede spanning van muis tot stand te brengen die speciaal tot zwijgen brengen-RNA droeg en hen met de spanning van de de groeideficiëntie koppelt. Hun nakomelingen zouden zowel het genetische tekort moeten hebben dat het gebrekkige de groeihormoon en tot zwijgen brengen-RNA dat zouden moeten zijn productie remmen produceert, die het hormoon van de muisgroei toestaan om te handelen.
Het experiment was succesvol. De nakomelingen kweekten en toonden normaal geen tekorten in hun pituitaries.
Nu onderzoeken de onderzoekers manieren om hun tot zwijgen brengen-RNA aan de slijmachtige klier te leveren die geschikt zou zijn om mensen te behandelen. De cellen die de groeihormoon produceren hebben speciale receptoren die de cellen signaleren om hun voorraden van de groeihormoon vrij te geven. Als zij een manier kunnen berekenen om tot zwijgen brengen-RNAs aan een samenstelling vast te maken die aan deze receptor bindt, zouden zij hen aan de cellen moeten kunnen leveren waar zij zich in de activiteit van het gebrekkige de groeihormoon kunnen mengen.
http://www.exploration.vanderbilt.edu/