Mnogo je istraživanja sprovedeno tokom mnogo decenija o bolestima koje su rasprostranjene u velikom delu populacije, kao što su rak i bolesti srca. Kao rezultat toga, metode lečenja su se enormno poboljšale zahvaljujući dugoročnim istraživačkim naporima o bolestima koje pogađaju mnoge ljude.
Međutim, postoje mnoge bolesti koje pogađaju samo nekoliko ljudi. Ove bolesti često prolaze ispod radara i daleko su manje istražene. Oni uključuju dosta retkih, naslednih bolesti, kao što je DOOR sindrom, koji se posebno nalazi u Kanadi i na Bliskom istoku.
Tim naučnika je sada u procesu pokušaja da to promeni. Njihov rad je objavljen u Genome Biologi, pod naslovom „Mutacija gubitka funkcije u humanoj otpornosti na oksidaciju 1 remeti prostorno-vremensku regulaciju metilacije histon arginina u neurorazvoju.
„Za neke nasledne, retke bolesti, trenutno nema leka. Međutim, genska terapija je moguće rešenje, a mi sada testiramo različite strategije koristeći gensku terapiju“, kaže Magnar Bjoras, profesor na Norveškom univerzitetu za nauku i tehnologiju ( NTNU’s) Katedra za kliničku i molekularnu medicinu. Osnovao je istraživački tim u NTNU i Univerzitetskoj bolnici u Oslu koji sprovodi osnovna istraživanja retkih, naslednih bolesti sa dugoročnim ciljem pronalaženja novih terapija.
Jedna od retkih bolesti za koju trenutno ne postoje lekovi ili tretman se zove DOOR sindrom.
Ovo je urođeni poremećaj koji uključuje višestruke abnormalnosti. DOOR je akronim za glavne karakteristike poremećaja: gluvoća, Onihodistrofija (kratki ili odsutni nokti), Osteodistrofija (kratki prsti na rukama i nogama) i zaostajanje u razvoju i intelektualna ometenost (ranije nazvana mentalna retardacija).
DOOR sindrom je nasledan i uzrokovan je nedostatkom specifičnog proteina u genima zvanim OKSR1 (gen za otpornost na oksidaciju 1).
„Zbog nedostatka ovog proteina, moždane ćelije nisu u stanju da se razvijaju kako bi trebalo. Kao rezultat toga, moždane ćelije ili postaju nefunkcionalne ili jednostavno umiru“, kaže Magnar Bjoras.
Kako bi istražili da li postoji način da se to spreči, Bjorosov tim je sproveo testove unutar mini-mozga koje oni uzgajaju u svojoj laboratoriji.
Tim Bjoras-a radi na uzgoju mini-organa kao što su mini-mozak, mini-pluća i mini-oči od 2018. Naučnici koriste mini-organe za testiranje lekova i genske terapije.
Da bi uzgajali mini-mozak za svoje istraživanje DOOR sindroma, istraživačkom timu su bile potrebne ćelije ljudi koji imaju ovu bolest.
Brojni slučajevi registrovani su u Kanadi i na Bliskom istoku, a istraživanje koje se radi u Norveškoj zasnovano je na ćelijama kože osoba koje imaju DOOR sindrom.
„U laboratoriji smo transformisali ćelije kože u ćelije embriona. Preokrenuli smo razvoj ćelija kože tako da se one vraćaju u fetalnu fazu i postaju kao prve ćelije koje se formiraju kod ljudi. Zatim smo koristili ove matične ćelije. za stvaranje mini mozgova“, kaže Bjoras.
Koristeći ćelije kože ljudi sa DOOR sindromom, naučnici su ponovo stvorili bolest u mini mozgu. Oni zatim mogu da koriste ove mini-mozkove da testiraju terapije za ovu bolest.
Proces razvoja mini mozga traje nekoliko meseci i mukotrpan je i skup.
Rad je dao naučnicima uvid u razloge zbog kojih pacijenti razvijaju bolest – a samim tim i ideje za strategije lečenja. Genska terapija je jedan od mogućih tretmana gde se moždane ćelije mogu naterati da počnu da proizvode protein koji nedostaje. Virus se koristi kao glasnik koji prenosi neophodne informacije o proizvodnji moždanim ćelijama.
„Kao nastavak našeg objavljenog rada, sada testiramo gensku terapiju zasnovanu na virusima kao tretman za ovu bolest“, rekao je Bjoras. „Mi stvaramo bezopasan virus u laboratoriji, a zatim stavljamo zdrav gen OKSR1 u genom virusa, a ovaj gen ima sposobnost da proizvodi protein koji moždanim ćelijama nedostaje kod ljudi sa DOOR sindromom.
Virus se zatim ubrizgava u mini-mozak.
„Virus se apsorbuje u mozak i moždane ćelije. Gen unet u moždane ćelije preko virusa može tada da počne da proizvodi protein koji nedostaje“, rekao je on. „Ako se ovaj protein može prekomerno proizvoditi, to pomaže da se zaustavi i, u najboljem slučaju, preokrene bolest. Da bi se lečio DOOR sindrom, pacijenti će morati da započnu gensku terapiju u veoma ranoj fazi, verovatno čim se pojave prvi simptomi bolesti. primećuju se“.
Istraživanje genske terapije je uveliko evoluiralo u poslednjih 20 godina. „Godine 2007. održano je samo jedno kliničko ispitivanje genske terapije. Danas postoje hiljade kliničkih ispitivanja koja uključuju gensku terapiju“, rekao je Bjoras.
Istraživanje nije dalo samo nova saznanja i ideje za lečenje pacijenata sa DOOR sindromom, već i za druge bolesti.
„Ono što je posebno interesantno u vezi sa proteinom OKSR1 koji nedostaje pacijentima sa DOOR sindromom je da ovaj metod genske terapije takođe ima interesantan potencijal za lečenje drugih bolesti“, kaže Bjoras.
OKSR1 protein smanjuje zapaljenje, što je karakteristika većine degenerativnih bolesti mozga, kao što su dečja demencija, Alchajmerova, ALS i Parkinsonova bolest.
Istraživači su koristili novu, naprednu tehnologiju. Mini mozgovi koji su uzgajali su napravljeni od ćelija kože pacijenata sa DOOR sindromom i od zdravih osoba.
Mini-mozak je korišćen za proučavanje razvoja mozga, a naučnici su kreirali različite delove mozga koji kontrolišu različite funkcije, kao što su pamćenje, učenje, motoričke veštine, ravnoteža tečnosti, ravnoteža hormona i kontrola temperature.
Na ljudskom modelu je po prvi put pokazano da OKSR1 promoviše metilaciju proteina tokom razvoja mozga u prostoru i vremenu. Metilacija proteina je jedan od nekoliko važnih hemijskih procesa koji kontrolišu ekspresiju gena.
Studija pruža nove uvide u patološke osobine povezane sa nedostatkom OKSR1 kod pacijenata.
