O singură injecție pentru a scădea colesterolul pe viață? Oamenii de știință deblochează o terapie genetică revoluționară

Un nou studiu publicat în jurnalul Nature Medicine explorează utilizarea unei tehnologii avansate de editare epigenetică pentru a reduce durabil nivelurile de colesterol LDL prin țintirea genei PCSK9. Cercetătorii au demonstrat că această metodă, aplicată pe modele animale și primate non-umane, poate suprima expresia genei PCSK9 fără a altera secvența ADN, oferind o alternativă sigură la metodele tradiționale de editare genetică.
Editarea epigenetică este o strategie promițătoare pentru reglarea expresiei genelor fără a modifica structura ADN-ului. Comparativ cu tehnicile clasice de editare genetică, cum ar fi CRISPR-Cas9, care necesită tăieturi în ADN, editarea epigenetică induce metilarea ADN la nivelul regiunilor promotoare ale genelor pentru a le bloca expresia în mod stabil și durabil. Această abordare reduce riscul mutațiilor neintenționate și complicațiilor genotoxice asociate cu tehnologiile bazate pe nucleaze.

Genele care codifică proteina PCSK9 sunt implicate în reglarea nivelului de colesterol LDL din sânge. Suprimarea acestei proteine a fost deja explorată prin terapii genetice și utilizarea anticorpilor monoclonali, însă metodele actuale necesită administrare repetată și nu oferă o soluție definitivă. Editarea epigenetică ar putea oferi o alternativă eficientă și de lungă durată.

Metodologia studiului

Cercetătorii au dezvoltat un editor epigenetic (EE) format dintr-o combinație de metiltransferaze ADN (DNMT3A și DNMT3L) și un represor transcripțional KRAB, fuzionate cu o Cas9 inactivă catalitic (dCas9). Această tehnologie a fost proiectată pentru a metila selectiv regiunile CpG ale genei PCSK9, blocându-i expresia.

Etape experimentale:

• Au fost testați 240 de ARN-ghid (gRNA) pentru a identifica cei mai eficienți în inhibarea expresiei PCSK9.
• Testele inițiale au fost efectuate pe celule HeLa, apoi pe hepatocite umane primare, pentru a valida eficiența suprimării PCSK9.
• Editarea epigenetică a fost evaluată in vivo, folosind șoareci transgenici cu gena PCSK9 umană și primate non-umane (Macaca fascicularis).
• Durabilitatea efectului a fost măsurată pe o perioadă de peste un an, iar specificitatea a fost testată pentru a evita efectele off-target.

Rezultate

Suprimarea eficientă și durabilă a PCSK9

• În culturi celulare, cele mai eficiente gRNA au redus nivelurile de PCSK9 cu până la 80% timp de cel puțin 28 de zile.
• În modele animale, un singur tratament cu EE a redus nivelul de PCSK9 circulant cu peste 98% în șoarecii transgenici, efectul menținându-se timp de un an.
• La primate non-umane, tratamentul a dus la o reducere de până la 90% a PCSK9 și la scăderea colesterolului LDL cu aproximativ 70%.

Specificitate și siguranță

• Analiza transcriptomică a arătat că PCSK9 a fost singura genă semnificativ suprimată, ceea ce confirmă specificitatea editorului epigenetic.
• Secvențierea metilomică a relevat că metilarea s-a concentrat pe regiunea promotor a PCSK9, fără alterarea altor regiuni genomice importante.
• Testele de siguranță efectuate pe primate au arătat doar creșteri tranzitorii ale transaminazelor hepatice, fără efecte toxice majore.

Reversibilitatea efectului

Un aspect inovator al acestui studiu este demonstrarea reversibilității editării epigenetice. Cercetătorii au utilizat un editor epigenetic activator bazat pe enzima TET1, capabilă să îndepărteze metilarea CpG. Tratamentul cu acest activator a reactivat expresia PCSK9 la 90% din nivelul inițial, restabilind producția proteinei.

Concluzii și implicații clinice

Această tehnologie de editare epigenetică ar putea revoluționa tratamentele pentru hipercolesterolemie, oferind o soluție cu o singură doză și efecte pe termen lung. Față de terapiile actuale, avantajele includ:

• Durabilitate ridicată, cu efecte menținute timp de cel puțin un an.
• Siguranță îmbunătățită, fără modificări ale secvenței ADN și fără riscuri genotoxice.
• Posibilitatea reversibilității, un aspect important pentru reglementările clinice.

Înainte de aplicarea clinică, sunt necesare studii suplimentare pe oameni pentru a evalua eficacitatea și siguranța pe termen lung. Totuși, aceste rezultate deschid calea către o nouă eră a terapiilor epigenetice, care ar putea transforma tratamentele pentru boli cardiovasculare și alte afecțiuni genetice.