אובדן שמיעה (HL) היא המחלה השכיחה ביותר עם מוגבלות חושית בבני אדם.במדינות מפותחות, כ-80% ממקרי החירשות הקדם לשונית בילדים נגרמים מגורמים גנטיים.השכיחים ביותר הם פגמים בגן בודד (כפי שמוצג באיור 1), נמצאו 124 מוטציות גנים קשורות לאובדן שמיעה לא תסמונת בבני אדם, השאר נגרמות על ידי גורמים סביבתיים.שתל שבלול (מכשיר אלקטרוני המוצב באוזן הפנימית המספק גירוי חשמלי ישירות לעצב השמיעה) הוא ללא ספק האפשרות היעילה ביותר לטיפול ב-HL חמור, בעוד שמכשיר שמיעה (מכשיר אלקטרוני חיצוני הממיר ומגביר גלי קול) יכול לעזור לחולים עם HL בינוני.עם זאת, אין כיום תרופות זמינות לטיפול ב-HL תורשתי (GHL).בשנים האחרונות, ריפוי גנטי זוכה לתשומת לב גוברת כגישה מבטיחה לטיפול בתפקוד לקוי של האוזן הפנימית.

איור 1.התפלגות סוג וריאציה הקשורה לחירשות.[1]

לאחרונה, מדענים ממכון סאלק ומאוניברסיטת שפילד פרסמו תוצאת מחקר ב-Molecular Therapy – Methods & Clinical Development [2], אשר הראתה סיכויי יישום רחבים עבור טיפול גנטי in vivo של חירשות תורשתית.אורי מנור, עוזר פרופסור למחקר במכון סאלק ומנהל מרכז וייט לביופוטוניקה מתקדמת, אמר שהוא נולד עם ליקוי שמיעה חמור והרגיש ששיקום השמיעה יהיה מתנה נפלאה.מחקריו הקודמים מצאו כי Eps8 הוא חלבון מווסת אקטין עם פעילות קשירה ומכסה של אקטין;בתאי שיער שבלול, קומפלקס החלבון שנוצר על ידי Eps8 עם MYO15A, WHIRLIN, GPSM2 ו-GNAI3 קיים בעיקר ברוב המקרים. הקצוות של סטריאוציליות ארוכות, אשר יחד עם MYO15A ממקמות את BAIAP2L2 בקצות הסטריאוציליות הקצרות יותר, נדרשים לתחזוקה של צרורות שיער.לכן, Eps8 יכול לווסת את אורך הסטריאוציליה של תאי שיער, אשר חיוני לתפקוד שמיעה תקין;מחיקה או מוטציה של Eps8 תוביל לסטריאוציליות קצרות, מה שגורם לו לא להמיר כראוי צליל לאותות חשמליים לתפיסה מוחית, מה שמוביל בתורו לחירשות..במקביל, משתף הפעולה וולטר מרקוטי, פרופסור באוניברסיטת שפילד, מצא שתאי שיער אינם יכולים להתפתח כרגיל בהיעדר Eps8.במחקר זה, מנור ומרקוטי חברו יחד כדי לחקור אם הוספת Eps8 לתאים סטריאוציליאריים יכולה לשחזר את תפקודם, ובתמורה, לשפר את השמיעה בעכברים.צוות המחקר השתמש בווקטור האדנו הקשור לנגיף (AAV) Anc80L65 כדי להעביר את רצף הקידוד המכיל EPS8 מסוג פרא לתוך שבלול של עכברי Eps8-/- שזה עתה נולדו P1-P2 על ידי הזרקת קרום חלון עגול;בתאי שיער שבלול של עכבר תפקוד הסטריאוציליות תוקן לפני שהבשילו;ואפקט התיקון התאפיין בטכנולוגיית הדמיה ומדידה של סטריאוציליות.התוצאות הראו כי Eps8 הגדיל את אורך הסטריאוציליות ושיחזר את תפקוד תאי השיער בתאים בתדר נמוך.הם גם גילו שלאורך זמן, נראה היה שהתאים מאבדים את יכולתם להינצל על ידי טיפול גנטי זה.המשמעות היא שייתכן שיהיה צורך בטיפול זה ברחם, שכן ייתכן שתאי שיער Eps8-/- הבשילו או צברו נזק שלא ניתן לתקן לאחר לידת העכברים."Eps8 הוא חלבון עם פונקציות רבות ושונות, ועדיין יש הרבה מה לחקור", אמר מנור.מחקר עתידי יכלול בדיקה של השפעת הטיפול הגנטי Eps8 בשיקום השמיעה בשלבי התפתחות שונים, והאם ניתן יהיה להאריך את הזדמנויות הטיפול.במקרה, בנובמבר 2020, פרופסור KarenB אברהם מאוניברסיטת תל אביב בישראל פרסם את תוצאותיו בכתב העת EMBO Molecular Medicine [3], תוך שימוש בטכנולוגיה חדשנית של ריפוי גנטי ליצירת וירוס סינתטי סינתטי הקשור לאנו-אדנו AAV9-PHP.ב, פגם הגן בתאי השיער של עכברי Syne4-/- תוקן על ידי הזרקת וירוס הנושא את רצף הקידוד של Syne4 לאוזן הפנימית של עכברים, המאפשר לו להיכנס לתאי השיער ולשחרר את החומר הגנטי הנישא, מה שמאפשר להם להתבגר ולתפקד כרגיל (כמו באיור 2).

איור 2.ייצוג סכמטי של האנטומיה של האוזן הפנימית, תוך התמקדות באיבר של קורטי ובתפקוד התא של נספרין-4.

ניתן לראות כי השימוש בריפוי גנטי להשגת מטרת הטיפול במחלות תורשתיות ברמת הגן על ידי החדרה, הסרה או תיקון כל גנים שעברו מוטציה לצורך טיפול (כלומר, שליטה בשינויים הגנטיים במחלה) הוא בעל השפעה קלינית גבוהה.סיכויי יישום.ניתן לחלק את שיטות הריפוי הגנטי הנוכחיות לחרשות חסרת גנטית לקטגוריות הבאות:

החלפת גנים

החלפת גנים היא ללא ספק הצורה ה"פשוטה" ביותר של טיפול גנטי, המבוססת על זיהוי והחלפת גן פגום בעותק תקין או פראי של הגן.מחקר מוצלח ראשון לטיפול גנטי באוזן הפנימית לאובדן שמיעה הנגרמת על ידי מחיקה של הגן שלפוחית ​​גלוטמט טרנספורטר 3 (VGLUT3);אספקה ​​מתווכת AAV1 של ביטוי יתר אקסוגני של VGLUT3 בתאי שיער באוזן הפנימית (IHCs) יכולה לגרום להתאוששות שמיעה מתמשכת, התאוששות חלקית של מורפולוגיה סינפטית של סרט ותגובות עוויתיות [4].עם זאת, בדוגמאות הכוללות את שני תחליפי הגנים שסופקו AAV המתוארים במבוא לעיל, חשוב לציין שהמודלים של העכבר המשמשים לסוגים מסוימים של הפרעות אובדן שמיעה תורשתיות מחיקת גנים שונים באופן זמני מבני אדם, ובעכברי P1, האוזן הפנימית נמצאת בשלב ההתפתחות הבשל.לעומת זאת, בני אדם נולדים עם אוזן פנימית בוגרת.הבדל זה מונע יישום אפשרי של תוצאות העכבר לטיפול בהפרעות חירשות תורשתית אנושית, אלא אם כן טיפול גנטי מועבר לאוזני עכבר בוגרות.

עריכת גנים: CRISPR/Cas9

בהשוואה ל"החלפת גנים", התפתחות טכנולוגיית עריכת הגנים הביאה את שחר הטיפול במחלות גנטיות מהשורש.חשוב לציין, שיטת עריכת הגנים מפצה על החסרונות של שיטות ריפוי גנטי ביטוי-יתר מסורתיות שאינן מתאימות למחלות חירשות תורשתיות דומיננטיות, והבעיה ששיטת ביטוי היתר אינה מחזיקה מעמד זמן רב.לאחר שחוקרים סינים דפקו במיוחד את האלל המוטנטי Myo6C442Y בעכברי Myo6WT/C442Y באמצעות מערכת עריכת הגנים AAV-SaCas9-KKH-Myo6-g2, ובתוך 5 חודשים מהנוקאאוט, עכברים שוחזרה תפקוד השמיעה של המודל;במקביל, נצפה גם ששיעור ההישרדות של תאי שיער באוזן הפנימית השתפר, צורת הריסים הפכה סדירה, והאינדיקטורים האלקטרו-פיזיולוגיים תוקנו [5].זהו המחקר הראשון בעולם שמשתמש בטכנולוגיית CRISPR/Cas9 לטיפול בחרשות תורשתית הנגרמת על ידי מוטציה בגן Myo6, וזוהי התקדמות מחקרית חשובה של טכנולוגיית עריכת גנים לטיפול בחרשות תורשתית.התרגום הקליני של הטיפול מספק בסיס מדעי מוצק.

שיטות מתן ריפוי גנטי

על מנת שהריפוי הגנטי יצליח, מולקולות DNA עירומות אינן יכולות לחדור ביעילות לתאים בשל ההידרופיליות שלהן והמטען השלילי של קבוצות הפוספט, וכדי להבטיח את שלמות מולקולות חומצת הגרעין המושלמות, יש לבחור שיטה בטוחה ויעילה.ה-DNA המוסף מועבר לתא המטרה או לרקמה.AAV נמצא בשימוש נרחב ככלי מסירה לטיפול במחלות בשל השפעתו הזיהומית הגבוהה, האימונוגניות הנמוכה והטרופיזם הרחב לסוגי רקמות שונים.נכון לעכשיו, גוף גדול של עבודות מחקר קבע את הטרופיזם של תת-סוגים שונים של AAV ביחס לסוגי תאים שונים בשבלול העכבר.שימוש במאפייני אספקת AAV בשילוב עם מקדמי תאים ספציפיים יכול להשיג ביטוי ספציפי לתא, מה שיכול להפחית השפעות מחוץ למטרה.בנוסף, כחלופה לוקטורים AAV מסורתיים, וקטורי AAV סינתטיים חדשים מפותחים כל הזמן ומציגים יכולת התמרה מעולה באוזן הפנימית, שביניהם AAV2/Anc80L65 הוא הנפוץ ביותר.ניתן לחלק עוד יותר שיטות מסירה שאינן ויראליות לשיטות פיזיקליות (מיקרו-הזרקה ואלקטרופורציה) ולשיטות כימיות (על בסיס שומנים, על בסיס פולימרים וננו-חלקיקי זהב).שתי הגישות שימשו בטיפול בהפרעות חירשות תורשתיות והראו יתרונות ומגבלות שונות.בנוסף לכלי המסירה לטיפול גנטי כאמצעי, ניתן להשתמש בגישות שונות למתן גנים in vivo המבוססים על סוגי תאי מטרה שונים, דרכי מתן ויעילות טיפולית.המבנה המורכב של האוזן הפנימית מקשה על הגעה לתאי מטרה והתפלגות חומרי עריכת הגנום איטית.המבוך הקרומי ממוקם בתוך המבוך הגרמי של העצם הטמפורלית וכולל את הצינור השבלולי, הצינור החצי-מעגלי, הרחם והבלון.הבידוד היחסי שלו, זרימת הלימפה המינימלית וההפרדה מהדם באמצעות מחסום מבוך דם מגבילים את האספקה ​​המערכתית האפקטיבית של תרופות טיפוליות לעכברי יילודים בלבד.כדי להשיג טיטרים ויראליים המתאימים לטיפול גנטי, יש צורך בהזרקה מקומית ישירה של וקטורים ויראליים לאוזן הפנימית.מסלולי הזרקה מבוססים כוללים [6]: (1) קרום חלון עגול (RWM), (2) tracheostomy, (3) cochleostomy אנדולימפטית או פרילימפטית, (4) קרום חלון עגול בתוספת צינור צינור (CF) (כמו באיור 3).

איור 3.מתן אוזן פנימית של ריפוי גנטי.

למרות שבוצעו התקדמות רבות בטיפול הגנטי, המבוסס על מטרות תרגום קליניות, נדרשת עבודה נוספת לפני שהריפוי הגנטי יוכל להפוך לאופציה טיפולית קו ראשון עבור חולים עם מחלות גנטיות, במיוחד בפיתוח וקטורים בטוחים ויעילים ושיטת מסירה.אך אנו מאמינים שבעתיד הקרוב, טיפולים מסוג זה יהפכו למרכיב עיקרי בטיפול מותאם אישית ויהיה להם השפעה חיובית עצומה על חייהם של אנשים עם הפרעות גנטיות ובני משפחותיהם.

Foregene השיקה גם ערכת סקר בתפוקה גבוהה לגנים ממוקדים, שהיא מהירה ויכולה לבצע שעתוק לאחור ותגובות qPCR ללא מיצוי RNA.

קישורים למוצרים

ערכת Cell Direct RT-qPCR-Taqman/SYBR GREEN I

למידע נוסף על המוצר, אנא צור קשר עם:

overseas@foregene.com