Mitocondriile sunt organite celulare cu ADN propriu. Spre deosebire de ADN-ul nuclear care este transmis de la ambii părinți, ADN-ul mitocondrial este moștenit doar de la mamă și reprezintă aproximativ doar 0.1% din totalul genomului uman.
Celulele noastre conțin mitocondrii ale cărui rol este acela de a furniza energia necesară funcționării celulare.Tulburările de ADN mitocondrial sunt cunoscute ca fiind una dintre cele mai frecvente cauze ale tulburărilor metabolice moștenite. O varietate de afecțiuni sunt mitocondriale, adică transmise de la mama la făt, fiind în totalitate ereditare. Cele mai cunoscute boli mitocondriale sunt miopatia mitocondrială, neuropatia optică ereditară Leber, sindromul Leigh și sindromul MELAS, bolile având evoluție progresivă cu înrăutățirea stării pacientului.
Defectele ADN-ului mitocondrial pot afecta modul în care mitocondriile funcționează, ducând la afecțiuni grave și adesea fatale care influențează aproximativ 1 din 5.000 de persoane. Bolile sunt incurabile și în mare parte netratabile. De obicei, mai mult de 60% din mitocondriile dintr-o celulă trebuie să fie defecte pentru ca boala să apară, iar cu cât procentajul de mitocondrii bolnave este mai mare, cu atât mai mult crește severitatea bolii.
În teorie, din moment ce cantitatea de ADN mitocondrial defectuos determină severitatea bolii, reducerea acestuia ar putea minimiza afectarea pacientului.
Heteroplasmia este numele pe care îl poartă amestecul de ADN mitocondrial sănătos cu cel defectuos, iar homoplasmia este generată de prezența în unanimitate a ADN-ului nesănătos.
În 2018, o echipă de cercetători de la Universitatea din Cambridge a folosit o terapie genetică experimentală pentru a elimina ADN-ul mitocondrial deterioarat din celulele heteroplasmice la animale vii. Această abordare funcționează însă doar în celulele cu suficient ADN sănătos pentru ca acestea să reușească să preia funcționarea celui defectuos.
Aceeași echipă de cercetare, condusă de Dr. Minczuk și colegii săi, a publicat o lucrare în care detaliază modul în care aceștia au folosit un instrument biologic cunoscut sub numele de editor mitocondrial la nivelul perechilor de bază ale ADN-ului. Mai precis, numele științific pe care îl poartă este acela de editor de bază citozină derivat din ADN deminază, testat pe șoareci.
Tratamentul este administrat în fluxul sanguin al șoarecelui cu ajutorul unui virus modificat, care este apoi preluat de celulele acestuia. Modul în care instrumentul funcționează este prin căutarea defectelor în perechile moleculare de bază care alcătuiesc ADN-ul, mai apoi fiind supuse modificărilor. În cazul unui cod genetic sănătos și functional, bazele azotate se cuplează astfel; adenina cu timina și guanina cu citozina, T-A, G-C. În patologii, cuplarea între moleculele de bază ale codul genetic este greșită, iar spre exemplu citozina este alăturată timinei. Aceste baze azotate constituie însuși ADN-ul.
În noua cercetare, oamenii de știință au înlocuit o moleculă de citozină cu una de timină. Practic, dispozitivul biologic caută greșeli de scriere în codul genetic mitocondrial și le modifică acolo unde este necesar. Deoarece nu există modele animale pentru studiile de laborator ce imită afecțiunile mitocondriale umane, cercetătorii au folosit șoareci sănătoși pentru editarea bazelor azotate din mitocondrii.
Pedro Silva-Pinheiro, cercetător în laboratorul doctorului Minczuk și primul autor al studiului, a declarat: “Este pentru prima dată când cineva a reușit să modifice perechile de baze ale ADN-ului în mitocondrii la un animal viu.”
În Marea Britanie există o abordare cunoscută sub numele de terapie de înlocuire mitocondrială – denumită uneori “FIV cu trei persoane” – care permite înlocuirea mitocondriilor defecte ale mamei cu cele ale unui donator sănătos. Această tehnică este însă volatilă, complexă și cu o rată de succes relativ scăzută.
Studiile acestea oferă speranță pentru afecțiunile mitocondriale însă mai este mult de muncă până când astfel de terapii pot deveni un standard în mediul clinic. Sunt necesare mai multe studii în domeniu pentru a reuși să aducem acest instrument biologic în viețile celor ce suferă de boli mitocondriale. Faptul că această tehnologie funcționează și pe animale vii oferă speranță că un astfel tratament ar putea fi folosit și ulterior, după nașterea copilului în cazul lipsei unei testări genetice înainte de naștere.
Articol de Victoria Nănău
