Uma equipe de pesquisadores de Vanderbilt tem demonstrado pela primeira vez que um novo tipo de terapia genética, chamado interferência de RNA, pode curar uma desordem genética em um animal vivo.
O estudo, que foi publicado o 15 de novembro em linha pela Endocrinologia do jornal, mostra que a interferência do RNA pode “salvar” uma tensão do rato que foi projectado genetically para expressar uma hormona humana defeituosa que interferisse com o crescimento normal. Quando o gene que produz a hormona de crescimento humano defeituosa for introduzido no genoma do rato, ele igualmente conluios o crescimento do rato. Mas quando uma pequena notícia pequena do RNA que interfere com a produção da hormona é adicionada igualmente, o rato é restaurado ao normal.
“Foi muito satisfying figurar para fora a causa subjacente desta desordem genética e para identificar então uma maneira de impedi-la,” diz John Phillips, David T. Karzon Professor da Pediatria no Centro Médico de Universidade de Vanderbilt, que tem estudado desordens humanas da deficiência do crescimento desde 1978. Colaborou na pesquisa com os alunos diplomados Nikki Shariat e o Pisco de peito vermelho Ryther, que são dirigidos pelo Professor de Ciências Biológicas James G. Patton.
A deficiência da hormona de Crescimento foi calculada para ocorrer entre uma em 4.000 a 10.000 crianças. Tem um número de causas diferentes, mas se que é herdado genetically é chamado o tipo Isolado II da Deficiência da Hormona de Crescimento, e o este é o assunto do estudo.
As Crianças com IGHD-II parecem razoavelmente normais no nascimento mas não ganham o peso nem não crescem tão rápidas como devem, e seus ossos não se amadurecem correctamente. O tratamento actual consiste em injecções diárias da hormona de crescimento por anos até que os pacientes alcancem sua altura adulta. É não somente este tratamento extremamente caro, ele igualmente não corrige a fonte subjacente do problema: deterioração e morte das pilhas na glândula pituitária que produzem a hormona de crescimento. Em conseqüência, esta única deficiência da hormona pode tornar-se a deficiência multi-hormonal ao longo do tempo.
IGHD-II é o que os geneticista chamam uma desordem negativa dominante. É causado por um formulário defeituoso da hormona de crescimento humano que não somente não possa estimular o crescimento próprio mas igualmente obstrui a acção da hormona de crescimento normal. “Actua como o cão de Esopo no comedoiro… que não tem nenhum uso para o feno mas mantem as vacas de comer,” diz Phillips. Algumas outras doenças negativas dominantes comuns incluem formulários do cancro do cólon, da surdez, da distrofia muscular, da doença do osso frágil, da doença renal e do pigmentosa da retinite.
O modelo para uma proteína como a hormona de crescimento é codificado genetically em uma série de segmentos especiais chamados exons. As instruções nos exons são copiadas primeiramente em um comprimento do RNA especial, chamado mensageiro-RNA. O mensageiro-RNA é movido para uma estrutura na pilha chamada um ribosome, que ligue ácidos aminados junto no pedido especificado pela seqüência do RNA para criar a proteína.
A hormona de crescimento Normal é produzida por uma série de cinco exons. A hormona defeituosa é o resultado de um erro de emenda: É feita combinando os segmentos codificados pelos primeiros dois exons e pelos últimos dois exons, saltando equivocadamente o terceiro exon.
“Uma pessoa normal tem muito uma pequena quantidade desta hormona defeituosa - aproximadamente 1 por cento - mas os povos nas famílias com IGHD-II produzem 10 a 20 a 50 por cento. E mais que fazem mais lentos crescem,” diz Patton.
Em 2003, o co-autor Iain Robinson no Instituto Nacional para a Investigação Médica em Londres criou um rato transgénico com o gene da hormona de crescimento humano que duplicou a deficiência da hormona de crescimento. Embora os ratos alterados ainda contivessem os genes da hormona de crescimento do rato, encontrou que os níveis elevados da hormona de crescimento humano defeituosa stunted não somente seu crescimento mas matados realmente as pilhas no pituitary que produzem a hormona de crescimento.
“Isto veio como uma surpresa real: Nós nunca pensamos que um erro de emenda conduziria à morte celular,” dizemos Patton.
Entrementes, o progresso na pesquisa da interferência do RNA deu Patton e Phillips uma ideia para que uma maneira corrija esta desordem.
Nos últimos 15 anos, os cientistas realizaram que as partes curtos de RNA dobro-encalhado, chamadas silenciar-RNA, uso um caminho que fosse usado normalmente por pilhas para regular genes. Isto criou uma oportunidade para desenvolver terapias altamente visadas para um número de doenças genéticas que incluem a degeneração macular no olho e para obstruir vírus tais como a herpes e vírus respiratórios de RSV. “Para o melhor do nosso conhecimento, isto é a primeira vez que foi usado para corrigir uma desordem negativa dominante em um animal vivo,” diz Patton.
Os pesquisadores realizaram que o mensageiro-RNA que produziu a hormona defeituosa teve uma assinatura original criada saltando o terceiro exon. Isto permitiu que o laboratório de Patton criasse um silenciar-RNA específico, projetado ligar excepcionalmente com o mensageiro-RNA defeituoso.
“Você pôde chamar este “se você não gosta da mensagem, mata o mensageiro” aproximação,” gracejos de Phillips.
Criando o silenciar-RNA especial, o problema seguinte era como entregá-lo à glândula pituitária que, no caso do rato, é o tamanho de uma grão do arroz cru e é ficada situada na base do cérebro. Como uma prova de conceito, os pesquisadores decidiram criar uma segunda tensão do rato que levasse o silenciar-RNA especial e os acoplasse com a tensão da deficiência do crescimento. Sua prole deve ter o defeito genético que produz a hormona de crescimento defeituosa e o silenciar-RNA que devem inibir sua produção, permitindo que a hormona de crescimento do rato actue.
A experiência era bem sucedida. A prole cresceu normalmente e não mostrou nenhum defeito em seus pituitaries.
Agora os pesquisadores estão investigando maneiras de entregar seu silenciar-RNA à glândula pituitária que seria apropriada para tratar seres humanos. As pilhas que produzem a hormona de crescimento têm os receptors especiais que sinalizam as pilhas para liberar seus estoques da hormona de crescimento. Se podem figurar para fora uma maneira de anexar o silêncio-RNAs a um composto que ligue a este receptor, devem poder entregá-los às pilhas onde podem interferir com a actividade da hormona de crescimento defeituosa.
http://www.exploration.vanderbilt.edu/