«Мы определили вызов созданию митохондриальной заместительной терапии, безопасной и эффективной», говорит главный автор исследования Дитер Эгли из нью-йоркского Фонда Стволовой клетки. «Мы ожидаем, что результаты сообщат решениям относительно того, когда и как митохондриальная замена в людях будет сделана клинически».Митохондрии производят большую часть энергии клетки, и мутации в митохондриальной ДНК могут привести к серьезным проблемам со здоровьем включая задержки развития, конфискации, деменцию, сердечную недостаточность, дисфункцию печени, потерю видения, глухоту и преждевременную смерть.
Хотя митохондриальная заместительная терапия, чтобы предотвратить эти условия не была одобрена американским Управлением по контролю за продуктами и лекарствами, она была одобрена в Соединенном Королевстве, и Национальных академиях наук, Разработке, и Медицина недавно пришла к заключению, что этически допустимо провести клинические расследования в Соединенных Штатах.Митохондриальная ДНК исключительно передана через яйцеклетки матери – сперма не вносит митохондрии в оплодотворенный эмбрион.
Поэтому одна техника для предотвращения передачи видоизмененной митохондриальной ДНК является ядерной передачей, в которой видоизменилось ядро яйцеклетки, содержащей, митохондриальная ДНК передана здоровой пожертвованной яйцеклетке, ядро которой было удалено. Цель состоит в том, чтобы произвести яйцеклетку, которая содержит ядерную ДНК намеченной матери и здоровую митохондриальную ДНК женщины – дарителя.
В новом исследовании Egli и его сотрудники исследовали воспроизводимость и последовательность ядерной процедуры передачи. Используя здоровые человеческие яйцеклетки, исследователи передали ядерный геном «оригинальной» яйцеклетки в неоплодотворенную «пожертвованную» яйцеклетку.
Половина получающихся клеточных линий содержала низкий процент митохондриальной ДНК от оригинальной яйцеклетки, не только пожертвованной яйцеклетки.В течение шести месяцев исследователи продолжали измерять количество переданной митохондриальной ДНК в клеточных линиях, поскольку митохондриальная ДНК непрерывно переворачивала и подвергалась генетическому дрейфу. Переданная митохондриальная ДНК исчезла со временем в большинстве случаев, показав, что полная митохондриальная замена ДНК возможна. Но несколько колоний клетки (содержащий митохондрии широко различных генотипов) подверглись полному возвращению максимум с 100% митохондриальной ДНК, соответствующей той из переданной ДНК.
В будущем исследовании Egli и его команда будут искать способы избежать митохондриального переноса ДНК во время ядерной процедуры передачи. Возможные стратегии включают сокращение передачи цитоплазмы во время ядерной передачи, или только отбора эмбрионов без обнаружимых уровней «дополнительной» митохондриальной ДНК.
«Мы также исследуем, будет ли соответствие митохондриальных генотипов в состоянии избежать митохондриальной нестабильности генотипа, и насколько точный этот матч должен быть, должно ли это иметь ту же самую этническую группу, или даже того же самого материнского происхождения», говорит Эгли. «Достижения по любому из этих фронтов должны обеспечить путь к терапевтическому переводу».