Sari la conținut
Clinica Stomatologica » Tehnologia CRISPR poate indica o predispoziție genetică pentru emfizem și BPOC

Tehnologia CRISPR poate indica o predispoziție genetică pentru emfizem și BPOC

Cercetători de Boston Medical Center au folosit tehnologia CRISPR pentru a înțelege funcțiile genelor care provoacă emfizem și boală pulmonară obstructivă cronică (BPOC).

Oamenii de știință au descoperit consecințele funcționale genetice după ce au oprit expresia genei care contribuie la patogeneza acestor boli.

Este pentru prima dată când CRISPRi și CRISPRa au fost aplicate în celule stem pluripotente induse umane pentru a înțelege rolul funcțional al acestora. Ne-am apropiat mai mult de a înțelege modul în care factorii ereditari contribuie la predispoziția pentru emfizem”, a declarat dr. Andrew Wilson, lector univ. dr la facultatea de medicină a universității din Boston.

BPOC și emfizemul reprezintă a treia cauză de deces la nivel mondial. Emfizemul este o boală genetică complexă cauzată de o mutație într-o serie de gene care indică predispoziția unor persoane de a fi mai sensibile la această boală mai mult decât altele.

Studiile de asociere la nivel de genom (GWAS) au identificat  implicarea unui număr tot mai mare de gene, dar înțelegerea funcțiilor acestora și a modului în care pot contribui la dezvoltarea BPOC și a emfizemului a rămas limitată.

Cercetătorii au conceput un sistem folosind tehnologia CRISPR pentru a dezactiva exprimarea unei gene (CRISPRi), sau a supraexprima o genă de interes (CRISPRa), în celulele stem pluripotente induse umane (iPSC).

Oamenii de știință au crescut aceste celule și apoi le-au diferențiat pentru a genera celule pulmonare. Ei s-au axat pe studierea celulelor epiteliale alveolare de tip 2, care formează alveolele.

Alveolele reprezintă componentele din plămâni în care are loc schimbul de gaze, și apar deteriorate în emfizem. Înțelegând modul în care genele GWAS afectează celulele de tip 2, cercetătorii pot înțelege mai bine modul în care aceste gene ar putea contribui la bolile care afectează aceste celule, cum este și cazul emfizemului.

Speranța noastră este că acest studiu ne va ajuta să înțelegem genetica bolii, va îmbunătăți înțelegerea modului în care apare boala la nivel celular și va sprijini dezvoltarea de noi terapii pentru tratarea acestor afecțiuni”, a declarat la rândul său dr. Rhiannon Werder, de la Centrul de Medicina Regenerativă a centrului medical din Boston, cercetător postdoctoral la facultatea de medicină a centrului.

După ce au reușit să genereze cellule de tip 2, cercetătorii au folosit CRISPRi pentru a dezactiva exprimarea a nouă gene GWAS diferite, pe care apoi le-au analizat pentru a vedea cum au fost afectate celulele, în special capacitatea lor de a prolifera ca răspuns la leziuni de genul emfizemului.

Cercetătorii au observat că oprirea genei DSP, care produce proteina umană, desmoplakin, a determinat celulele să-și intensifice proliferarea și a crescut expresia genelor asociate cu maturarea celulară. Cercetătorii au descoperit că celulele în care expresia DSP a fost oprită înainte de expunerea la fum au oprit expresia genelor joncțiunilor celulare într-o proporție mai mare decât celulele de control.

Echipa a analizat modelele de șoarece care au avut expresia genei DSP oprită în celulele epiteliale pulmonare, în comparație cu șoarecii de control cu gena DSP funcțională. Oamenii de știință au descoperit că celulele de tip 2 de la șoarecii fără DSP au proliferat mai mult în urma apariției leziunii, descoperire care a fost în concordanță cu constatările observate în celulele de tip 2 umane derivate din iPSC.

Conform cercetătorilor, gena DSP pare să moduleze capacitatea de proliferare a celulelor de tip 2 la momentul inițial și după apariția leziunilor relevante pentru boala la om, cum ar fi expunerea la fum. Nivelurile mai scăzute ale expresiei genei DSP cresc capacitatea de proliferare a celulelor de tip 2, ceea ce le poate face mai capabile să răspundă la leziuni.

Niveluri mai ridicate de exprimare în celulele care conțin varianta genei asociată cu riscul BPOC, par să scadă gradul de proliferare al celulelor după expunerea la fum, ceea ce ar putea explica modul în care această genă contribuie la dezvoltarea acestei boli.

Oamenii de știință și-au publicat descoperirile în Science Advances.

Articolul Tehnologia CRISPR poate indica o predispoziție genetică pentru emfizem și BPOC apare prima dată în 360medical.ro.