Исследование, которое будет опубликовано 30 ноября в журнале Nature, предполагает, что клиницисты выбирают доноров яйцеклеток, митохондриальная ДНК (мтДНК) которых совместима с митохондриями предков матери. Подобные группы митохондриальной ДНК известны как гаплотипы, каждая из которых представляет собой основные точки ветвления на генетическом дереве человека.
«Это исследование предполагает, что мы добьемся наибольших успехов в создании эмбриона, свободного от вызывающих заболевания генетических мутаций, если будем использовать правильную комбинацию гаплотипов», — сказал старший автор Шухрат Миталипов, доктор философии, который руководит Центром эмбриональной клеточной и генной терапии при OHSU.Заместительная митохондриальная терапия дает надежду женщинам, генетически предрасположенным к передаче мутантных митохондрий, крошечных электростанций почти в каждой клетке тела.
Митохондриальная ДНК передается только от матери детям. Мутации могут вызывать ряд потенциально смертельных заболеваний, поражающих органы, которым требуется много энергии, такие как сердце, мышцы и мозг.Заместительная митохондриальная терапия, одобренная для клинических испытаний в Соединенном Королевстве, включает замену дефектных митохондрий на митохондрии здорового донора. Миталипов ранее был пионером в технике переноса веретена, при которой ядро - или веретено — материнской яйцеклетки переносится в донорскую яйцеклетку, лишенную ядра.
Миталипов успешно продемонстрировал эту технику на макаках-резусах в 2009 году.Тем не менее, даже небольшое количество мутантной митохондриальной ДНК, перенесенной с материнским ядром, может быстро реплицироваться по мере развития эмбриона — возможно, вызывая болезнь, для предотвращения которой была разработана терапия. Сегодняшнее исследование предлагает способ предотвратить передачу мутантных митохондрий от матерей.Миталипов и его коллеги набрали четыре семьи, в которых есть дети, страдающие синдромом Ли, и одну с нейродегенеративным расстройством под названием MELAS.
Они также собрали донорские яйцеклетки у 11 здоровых женщин и проверили их, чтобы подтвердить, что они не несут унаследованные патогенные мутации в их мтДНК.Веретена из яиц-носителей были перенесены в 36 донорских яиц, лишенных их ядер, оплодотворены и культивированы в бластоцисты, а затем в линии эмбриональных стволовых клеток. Большинство из них развивается с преобладанием здоровой митохондриальной ДНК донора.
Однако несколько линий стволовых клеток постепенно вернулись к материнской мтДНК. Поскольку эти линии стволовых клеток продолжали расти в лаборатории, они полностью вернулись к исходной материнской митохондриальной ДНК.
Ученые хотели выяснить, почему.«В настоящее время отсутствуют исследования эффективности и безопасности ооцитов, полученных от женщин, несущих патогенные мутации мтДНК», — сказал соавтор Хуан Карлос Изписуа Бельмонте, доктор философии, из Института биологических исследований Солка в Ла-Холье.
Калифорния. «Наше исследование восполняет этот пробел».Исследователи сосредоточили внимание на части мтДНК, известной как D-петля, которая запускает репликацию всей генетической последовательности. Там они обнаружили полиморфизмы кода ДНК, которые приводят к преимущественной репликации мтДНК матери. Кроме того, некоторые гаплотипы материнской мтДНК дают клеткам-хозяевам преимущество в более быстром росте.
Исследователи предлагают критерии соответствия донорской мтДНК, чтобы избежать возвращения мутантных митохондрий, чтобы безопасно перенести митохондриальную заместительную терапию в клинические испытания.«Наше исследование выявило вероятную причину предпочтительной репликации определенных гаплотипов мтДНК, которая должна позволить нам сосредоточиться на способах выявления лучших совпадений между донорами и реципиентами», — сказал соавтор Дмитрий Темяков, доктор философии, из Университета Роуэн.
Школа остеопатической медицины в Стратфорде, штат Нью-Джерси.