नए अध्ययन में दिल का दौरा पड़ने के बाद चूहों में होने वाले नुकसान को जीन एडिटिंग से रोका जा सकता है

यूटी साउथवेस्टर्न वैज्ञानिकों द्वारा किए गए एक नए अध्ययन से पता चलता है कि दिल का दौरा पड़ने के बाद चूहों में इस अपरिहार्य पाठ्यक्रम को उलटने के लिए दिखाई देने वाले जीन का संपादन चूहों में इस अपरिहार्य पाठ्यक्रम को उलट देता है। निष्कर्ष, में प्रकाशित विज्ञानरोगियों को हृदय रोग के परिणामों से बचाने के लिए एक नई रणनीति का नेतृत्व कर सकता है।

“आमतौर पर, एक विस्तारित अवधि के लिए दिल को ऑक्सीजन से वंचित करना, जैसा कि अक्सर दिल के दौरे में होता है, इसे काफी हद तक नुकसान पहुंचाएगा। लेकिन जिन जानवरों के दिल की मांसपेशियों को प्रेरित दिल के दौरे के बाद जीन संपादन के अधीन किया गया था, वे हफ्तों में अनिवार्य रूप से सामान्य लगते हैं और महीनों बाद,” एरिक ओल्सन, पीएचडी, हैमन सेंटर फॉर रीजनरेटिव साइंस एंड मेडिसिन के निदेशक और यूटीएसडब्ल्यू में आणविक जीव विज्ञान के अध्यक्ष ने कहा, जिन्होंने रोंडा बासेल-ड्यूबी, पीएचडी, प्रोफेसर के साथ अध्ययन का सह-नेतृत्व किया। आणविक जीव विज्ञान।

एक दशक पहले इसकी खोज के बाद से, CRISPR-Cas9 जीन एडिटिंग सिस्टम का उपयोग वैज्ञानिकों द्वारा रोग के लिए जिम्मेदार आनुवंशिक उत्परिवर्तन को ठीक करने के लिए किया गया है, जिसमें ड्यूकेन मस्कुलर डिस्ट्रॉफी पर ओल्सन लैब का काम भी शामिल है। हालांकि, डॉ. बासेल-ड्यूबी ने समझाया, उत्परिवर्तन के कारण होने वाली ये बीमारियां लोगों के अपेक्षाकृत छोटे समूहों को प्रभावित करती हैं, जबकि गैर-आनुवंशिक रोग बड़ी संख्या को प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, हृदय रोग विश्व स्तर पर मौत का प्रमुख कारण है, जिससे हर साल लगभग 19 मिलियन लोगों की मौत होती है।

शोधकर्ताओं ने हाल ही में पता लगाया है कि दिल के दौरे से होने वाली क्षति – रक्त वाहिकाओं के अवरोध की विशेषता वाली घटना जो दिल को खिलाती है, इसे ऑक्सीजन से वंचित करती है – नामक जीन के अति सक्रियता के कारण होती है कैमकिओ। यह जीन हार्ट सेल सिग्नलिंग और फंक्शन में कई तरह की भूमिका निभाता है। ओवरएक्टिवेशन तब होता है जब दिल पर जोर दिया जाता है, दो मेथिओनाइन अमीनो एसिड के ऑक्सीकरण द्वारा प्रेरित किया जाता है जो इसका हिस्सा होता है कैमकिओ प्रोटीन।

डॉ. ओल्सन और बासेल-ड्यूबी और उनके सहयोगियों ने तर्क दिया कि यदि इन मेथियोनीन को इसके बजाय एक अलग अमीनो एसिड में परिवर्तित किया जा सकता है, तो ऑक्सीकरण नहीं होगा, हृदय को कैमकिओ दिल का दौरा पड़ने के बाद अति सक्रियता और बाद में नुकसान।

इस विचार का परीक्षण करने के लिए, साइमन लेबेक, एमडी, एक पोस्टडॉक्टोरल फेलो और टीम के अन्य सदस्यों ने संपादित करने के लिए CRISPR-Cas9 का उपयोग किया कैमकिओ पेट्री डिश में बढ़ने वाले मानव हृदय कोशिकाओं में। परीक्षणों से पता चला कि जब असंपादित हृदय कोशिकाओं को कम ऑक्सीजन कक्ष में रखा गया, तो उन्होंने क्षति के कई मार्कर विकसित किए और बाद में उनकी मृत्यु हो गई। हालाँकि, संपादित कोशिकाओं को क्षति से बचाया गया और बच गए।

शोधकर्ताओं ने फिर जीवित चूहों में इसी तरह का प्रयोग करने की कोशिश की, इन जानवरों में दिल के दौरे को 45 मिनट के लिए उनके दिल के मुख्य पंपिंग कक्ष में रक्त प्रवाह को प्रतिबंधित करके और फिर वितरित करके दिल का दौरा पड़ने का प्रयास किया। कैमकिओ कुछ जानवरों के दिलों में सीधे जीन संपादन घटक। दोनों चूहों ने जीन संपादन प्राप्त किया और जिनके दिल के दौरे के बाद पहले 24 घंटों में गंभीर रूप से हृदय समारोह से समझौता नहीं किया था। लेकिन जब जीन संपादन के बिना चूहों ने समय के साथ खराब होना जारी रखा, तो जिन चूहों ने जीन संपादन प्राप्त किया उनमें अगले कुछ हफ्तों में लगातार सुधार हुआ, अंततः कार्डियक फ़ंक्शन प्राप्त किया जो उनके दिल के दौरे से पहले लगभग अप्रभेद्य था।

आगे के शोध से पता चला कि जीन संपादन हृदय से पृथक प्रतीत होता है – संपादित होने का कोई प्रमाण नहीं था कैमकिओ यकृत, मस्तिष्क, या मांसपेशियों सहित अन्य अंगों में। उपचार से लगभग एक वर्ष के बाद कोई नकारात्मक दुष्प्रभाव स्पष्ट नहीं थे, डॉ। ओल्सन और बासेल-ड्यूबी ने कहा। उपचार भी टिकाऊ प्रतीत होता है, उन्होंने कहा, यह देखते हुए कि जीन-संपादित चूहे उन चूहों के समान भारी व्यायाम करने में सक्षम थे जिन्हें कभी दिल का दौरा नहीं पड़ा।

यद्यपि इस उपचार को मनुष्यों में उपयोग किए जाने से पहले पर्याप्त सुरक्षा और प्रभावकारिता अध्ययन की आवश्यकता होगी, शोधकर्ताओं का सुझाव है कि जीन संपादन दिल के दौरे के बाद रोगियों के इलाज के लिए एक आशाजनक समाधान प्रदान कर सकता है और इसमें अन्य गैर-आनुवंशिक रोगों की एक श्रृंखला की संभावना हो सकती है। .

“एक आनुवंशिक उत्परिवर्तन को लक्षित करने के बजाय, हमने यह सुनिश्चित करने के लिए एक सामान्य जीन को अनिवार्य रूप से संशोधित किया कि यह हानिकारक रूप से अति सक्रिय नहीं होगा। यह CRISPR-Cas9 जीन संपादन का उपयोग करने का एक नया तरीका है,” डॉ। बासेल-दुबी ने कहा।

डॉ. ओल्सन कार्डिएक बर्थ डिफेक्ट्स पर अनुसंधान में पोग विशिष्ट अध्यक्ष, विज्ञान में रॉबर्ट ए. वेल्च विशिष्ट अध्यक्ष, और स्टेम सेल अनुसंधान में एनी और विली नेल्सन प्रोफेसरशिप धारण करते हैं।

इस अध्ययन में योगदान देने वाले अन्य UTSW शोधकर्ताओं में फ्रांसेस्को चेमेलो, जुर्डे एम. कारविया, वेई टैन, हुई ली, केनियन चेन, लिन जू और निंग लियू शामिल हैं।