Mukowiscydoza (CF) jest jedną z najczęstszych genetycznych chorób recesywnych, powodowaną przez mutacje w genie CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator). Chociaż terapie modulujące CFTR znacząco poprawiły jakość życia wielu pacjentów, około 7-8% mutacji CFTR stanowią mutacje nonsensowne, które prowadzą do przedwczesnego zakończenia translacji, ograniczając skuteczność istniejących terapii. Wśród tych mutacji, W1282X jest drugą najczęściej występującą mutacją nonsensowną i szóstą najczęstszą mutacją CFTR na świecie. Brak skutecznych terapii dla takich przypadków wymaga opracowania modeli badawczych umożliwiających ocenę farmakologicznych oraz genetycznych strategii korekcji.
W najnowszym badaniu opublikowanym 11 listopada w Journal of Cystic Fibrosis zespół naukowców z Case Western Reserve University zaprezentował nowatorski mysi model z mutacją W1282X w genie CFTR. Model ten umożliwia szczegółowe badania nad farmakologicznymi korektorami i terapią genową.
Tworzenie mysiego modelu W1282X
Mysi model z mutacją W1282X został stworzony za pomocą techniki CRISPR/Cas9. Mutacja została wprowadzona w eksonie 23 genu CFTR , co naśladuje sytuację u ludzi z tą mutacją. Analizy transkryptomiczne wykazały znacząco zmniejszoną ilość mRNA CFTR u myszy homozygotycznych w porównaniu z osobnikami typu dzikiego. Występowały także typowe dla mukowiscydozy objawy, takie jak zmniejszona długość życia, ograniczony wzrost oraz problemy z motoryką jelit.
Różnice w odpowiedzi na terapie farmakologiczne
Badania przeprowadzone na organoidach jelitowych myszy W1282X ujawniły znaczące różnice w odpowiedzi na farmakologiczne strategie korekcji CFTR w porównaniu z innym mysim modelem z mutacją nonsensowną (G542X). Organoidy W1282X wykazały:
- Minimalną odpowiedź na zastosowanie samego G418 (antybiotyk promujący translację mimo mutacji nonsensownej).
- Zwiększoną odpowiedź przy połączeniu G418 i inhibitora degradacji mRNA (SMG1i).
- Najwyższą efektywność korekcji przy kombinacji G418, SMG1i oraz modulatorów CFTR (VX-445 i VX-661).
Zaskakująco, różnice w odpowiedzi między modelami W1282X i G542X nie wynikały z poziomu mRNA CFTR , co sugeruje, że inne mechanizmy, takie jak różnice w strukturze białka czy efektywność translacji, mogą odgrywać kluczową rolę.
Terapia genowa jako przyszłość
Mysi model W1282X pozwolił także na ocenę skuteczności edycji genowej w korekcji mutacji nonsensownej. Za pomocą technologii CRISPR-Cas9 udało się przywrócić funkcję CFTR w organoidach jelitowych. Organoidy te wykazywały poziom ekspresji CFTR zbliżony do typu dzikiego (bez mutacji), co sugeruje, że edycja genowa może stać się realną opcją terapeutyczną w przyszłości.
Mysi model W1282X wypełnia istotną lukę w badaniach nad terapiami dla pacjentów z mutacjami nonsensownymi w CFTR. Wyniki badań wskazują, że różne mutacje nonsensowne mogą wymagać odmiennych strategii terapeutycznych. Model ten stanowi także cenny zasób do testowania nowych związków farmakologicznych oraz oceny efektywności edytorów genowych.
Nowy mysi model W1282X dostarcza unikalnych możliwości badawczych, podkreślając znaczenie precyzyjnego podejścia medycyny spersonalizowanej w leczeniu mukowiscydozy. Dalsze badania oparte na tym modelu mogą przyczynić się do opracowania skuteczniejszych terapii dla pacjentów z mutacjami nonsensownymi, w tym także potencjalnego wprowadzenia terapii genowych do praktyki klinicznej.
Źródło: Journal of Cystic Fibrosis (A W1282X cystic fibrosis mouse allows the study of pharmacological and gene-editing therapeutics to restore CFTR function)
DOI: doi.org/10.1016/j.jcf.2024.10.008
