Terapia genowa mukowiscydozy

Mukowiscydoza jest dziedziczną chorobą wynikającą z mutacji genu CFTR (błonowy regulator przewodnictwa). CFTR jest białkiem błonowym, które reguluje przepływ wody i jonów chlorkowych. Mukowiscydoza objawia się już we wczesnym dzieciństwie. Początkowo dotyczy płuc, a później również innych narządów. Identyfikacja genu odpowiadającego za mukowiscydozę daje możliwość stworzenia skutecznej terapii genowej tej stanowiącej zagrożenie dla życia choroby. Wprawdzie do rozwoju mukowiscydozy może przyczynić się wiele mutacji, ale w populacji europejskiej mutacja F508 jest przyczyną choroby w ponad 70% przypadków.

Wyniki projektu GOODCELLS są imponujące. Jego ambitnym celem było stworzenie metody skutecznego leczenia mukowiscydozy z użyciem modyfikowanych, indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych. Można je uzyskiwać in vitro bezpośrednio z komórek osobników dorosłych, dzięki czemu są swoiste dla danego pacjenta. Jako że z tych komórek macierzystych można uzyskać każdą inną komórkę organizmu, są one niezwykle obiecujące w medycynie regeneracyjnej.

Podczas projektu GOODCELLS udało się z powodzeniem uzyskać indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste od chorych na mukowiscydozę i myszy z mutacją F508. Następnie mutacja F508 w genie CFTR uzyskanych komórek została naprawiona z użyciem rekombinacji homologicznej i techniki "piggyback". Przeprowadzono walidację naprawy allela CFTR metodą reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) i sekwencjonowania.

Po scharakteryzowaniu linii indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych z naprawionym genem stworzono protokół różnicowania in vitro. Protokół naśladował naturalny proces rozwoju embrionalnego płuca i pozwalał uzyskiwać mysie i ludzkie komórki endodermalne przedniej części prajelita.

Na koniec przeprowadzono szereg eksperymentów polegających na wszczepieniu komórek myszom, aby zdefiniować warunki wymagane do regeneracji płuc. Zróżnicowane komórki myszy z naprawionym genem CFTR wstrzyknięto dożylnie myszom z mutacją F508 i stwierdzono u nich wyraźną tendencję do kierowania się do płuc.

Wyniki projektu mają ogromną wartość naukową. Stanowią ważny krok w kierunku tworzenia terapii mukowiscydozy, jak również innych chorób dziedzicznych.