Ученые нашли способ изменять уровень митохондриальных мутаций
Митохондриальные болезни встречаются у 1 из 5000 человек. Они вызывают тяжелые симптомы: мышечную слабость, инсультоподобные приступы, диабет.
Часто причина — мутации в митохондриальной ДНК (мтДНК). Например, мутация m.3243A>G приводит к синдрому MELAS (энцефаломиопатия, лактат-ацидоз, инсультоподобные эпизоды) и диабету.
Проблема в том, что у пациентов в клетках одновременно есть и здоровая, и поврежденная мтДНК — это называют гетероплазмией.
Соотношение может быть разным даже в тканях одного человека, что осложняет лечение.
Долгое время ученые не могли создать точные модели болезни, потому что не умели управлять уровнем гетероплазмии. Без этого невозможно понять, как количество мутировавшей мтДНК влияет на симптомы.
Группа японских ученых под руководством Наоки Яхата из Университета Фудзита разработала метод, который позволяет изменять уровень гетероплазмии в клетках с мутацией m.3243A>G.
Они использовали специальные ферменты — mpTALENs, которые могут точечно разрезать либо мутантную, либо здоровую мтДНК.
Результаты опубликованы в издании Molecular Therapy Nucleic Acids.
Как это работает:
- Ученые взяли стволовые клетки пациентов с мутацией.
- Создали две версии mpTALENs: одна разрушает поврежденную мтДНК, другая — здоровую.
- В результате получили клетки с разным уровнем мутации — от 11% до 97%.
Наша технология впервые позволила увеличить долю мутантной мтДНК с помощью программируемых нуклеаз, — объясняет Яхата.
Ключевые улучшения:
- Повышенная точность — ферменты режут только нужную ДНК.
- Устойчивые клеточные линии — даже с высоким уровнем мутации.
Это событие вполне допустимо считать прорывом, потому что теперь можно:
- Изучать, как разные уровни мутации влияют на болезнь.
- Разрабатывать терапию, которая будет снижать количество поврежденной мтДНК.
Метод можно адаптировать и для других мутаций, — говорит Яхата.
Это поможет понять механизмы болезней и создать новые лекарства.
Этот метод решает две главные проблемы митохондриальной медицины:
- Нехватка моделей — теперь можно создавать клетки с любым уровнем мутации и изучать, как именно она влияет на организм.
- Потенциал для терапии — если научиться снижать долю поврежденной мтДНК, можно замедлить или даже остановить болезнь.
Особенно важно, что технология бинарная: можно как уменьшать, так и увеличивать мутационную нагрузку. Это критично для изучения пороговых эффектов — например, почему симптомы проявляются только при 60% мутантной мтДНК, а не при 40%.
Ранее ученые с помощью генетического анализа установили европейское происхождение ашкенази.
