Seuraa 
Viestejä45973

Kysymys on harvinaisesta CADASIL-sairaudesta jonka geenivirhe aiheuttaa. Virhe johtaa siihen, että proteiinin primäärirakenteeseessa on rakennevirhe, jossa aminohappo on vaihtunut arginiinista kysteiiniksi.

Tiedän että RNAi-tekniikalla voitaisiin (tulevaisuudessa?) sulkea tuo virheellinen geeni, jolloin toimimaan jäisi terve geeni. Riittäisikö tuon terveen geenin toiminta palauttamaan elimistön toiminnan oikeaksi, vai tarvisiko virheellinen geeni saada korjattua ja tuottamaan oikeanlaista proteiinia? Virheellinen geeni tuhoaa verisuonen sileitä lihassoluja, eli ainakin tuo tuhoutuminen loppuisi, vaikka se vain suljettaisiin, kun virheellistä rakennetta ei enää syntyisi. Olenko ihan hakoteillä?

Sivut

Kommentit (33)

tarsku
Tiedän että RNAi-tekniikalla voitaisiin (tulevaisuudessa?) sulkea tuo virheellinen geeni, jolloin toimimaan jäisi terve geeni. Riittäisikö tuon terveen geenin toiminta palauttamaan elimistön toiminnan oikeaksi, vai tarvisiko virheellinen geeni saada korjattua ja tuottamaan oikeanlaista proteiinia?

RNAi ei varsinaisesti sulje geenejä siinä mielessä, että ne lopettaisivat mRNA transkription. RNAi perustuu geenin komplementaarisen mRNA:n pilkkomiseen, jolloin viallista proteiinia translatoiva mRNA ei pääse ribosomeihin.

Koska viallista komplementaarista mRNA:ta transkriptoiva geeni ei katoa RNAi:ssä minnekään, se jatkaa viallisen mRNA:n transkriptiota. Tästä syystä viallisen geenin DNA-juoste on korjattava, jotta toimivaa proteiinia voidaan tuottaa. Se, miten korjaat kaikkien kyseistä proteiinia translatoivien solujen juosteet onkin jo toinen juttu.

Fragile
tarsku
Tiedän että RNAi-tekniikalla voitaisiin (tulevaisuudessa?) sulkea tuo virheellinen geeni, jolloin toimimaan jäisi terve geeni. Riittäisikö tuon terveen geenin toiminta palauttamaan elimistön toiminnan oikeaksi, vai tarvisiko virheellinen geeni saada korjattua ja tuottamaan oikeanlaista proteiinia?



RNAi ei varsinaisesti sulje geenejä siinä mielessä, että ne lopettaisivat mRNA transkription. RNAi perustuu geenin komplementaarisen mRNA:n pilkkomiseen, jolloin viallista proteiinia translatoiva mRNA ei pääse ribosomeihin.

Koska viallista komplementaarista mRNA:ta transkriptoiva geeni ei katoa RNAi:ssä minnekään, se jatkaa viallisen mRNA:n transkriptiota. Tästä syystä viallisen geenin DNA-juoste on korjattava, jotta toimivaa proteiinia voidaan tuottaa. Se, miten korjaat kaikkien kyseistä proteiinia translatoivien solujen juosteet onkin jo toinen juttu.

Mutta eikös toinen kopio siitä geenistä (mikäli se on virheetön) tuota kuitenkin sitä toimivaa proteiinia? Mutta sitten tuleekin kysymys riittääkö pelkkä tämän toisen geenin tuottaman proteiinin määrä...

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
aquamarineOnion
Mutta eikös toinen kopio siitä geenistä (mikäli se on virheetön) tuota kuitenkin sitä toimivaa proteiinia? Mutta sitten tuleekin kysymys riittääkö pelkkä tämän toisen geenin tuottaman proteiinin määrä...

RNAi ei edelleenkään tee itse geeneille mitään. On aivan sama aiheuttaako taudin yksi (tai kaksi) dominatiivinen vai kaksi resessiivistä alleelia (eli geenin "kopiota").

Jos taudin aiheuttaa dominoiva alleeli, joka on aika epätodennäköistä, se jatkaa viallisen mRNA:n transkriptaamista ja resessiivinen, ehjä alleeli istuu kiltisti nurkassa imemässä peukkuansa. Jos taudin aiheuttaa resessiivinen alleeli, sairaan yksilön molemmat alleelit ovat viallisia, jolloin on tavallaan aivan sama, kumpi sitä mRNA:ta transkriptaa. Käytännössä sairas yksilö ei siis RNAi:n tuloksena ala tuottamaan toimivaa proteiinia.

Virallisesti RNAi suorittamaa prosessia kutsutaan geenin hiljentämiseksi, joka on aika osuva kuvaus.

Fragile
aquamarineOnion
Mutta eikös toinen kopio siitä geenistä (mikäli se on virheetön) tuota kuitenkin sitä toimivaa proteiinia? Mutta sitten tuleekin kysymys riittääkö pelkkä tämän toisen geenin tuottaman proteiinin määrä...



RNAi ei edelleenkään tee itse geeneille mitään. On aivan sama aiheuttaako taudin yksi (tai kaksi) dominatiivinen vai kaksi resessiivistä alleelia (eli geenin "kopiota").

Jos taudin aiheuttaa dominoiva alleeli, joka on aika epätodennäköistä, se jatkaa viallisen mRNA:n transkriptaamista ja resessiivinen, ehjä alleeli istuu kiltisti nurkassa imemässä peukkuansa. Jos taudin aiheuttaa resessiivinen alleeli, sairaan yksilön molemmat alleelit ovat viallisia, jolloin on tavallaan aivan sama, kumpi sitä mRNA:ta transkriptaa. Käytännössä sairas yksilö ei siis RNAi:n tuloksena ala tuottamaan toimivaa proteiinia.

Virallisesti RNAi suorittamaa prosessia kutsutaan geenin hiljentämiseksi, joka on aika osuva kuvaus.

"Tästä syystä viallisen geenin DNA-juoste on korjattava, jotta toimivaa proteiinia voidaan tuottaa. Se, miten korjaat kaikkien kyseistä proteiinia translatoivien solujen juosteet onkin jo toinen juttu."

Onko tällaista korjausta mahdollista tehdä? Kertoisitko hieman lisää siitä?

Kyseessä on vallitsevasti periytyvä sairaus ja toinen alleelli on samanlainen kuin terveellä ihmisellä. Samaa olen pohtinut kuin aquamarineOnionkin, että kun virheellinen geeni on hiljennetty, riittääkö terveen puoliskon toiminta.

On käytännössä mahdotonta korjata jok'ikisen solun DNA:sta se pätkä, joka on mutatoitunut. Onhan sitä tapoja pilkkoa DNA:ta (vaikka DNAasi) ja syntetisoida sitä lisää. Mutta nämä metodit toimivat vain äärimmäisen tarkoin kontrolloiduissa olosuhteissa (mieti PCR).

Ja solu osaa korjata viallista juostetta ihan itsekin. Mutta tässähän nyt onkin ongelmana se, ettei solu älyä, että juoste on viallinen, jolloin se ei myöskään korjaa sitä. Päinvastoin, jos teoreettisesti päästäisiin siihen vaiheeseen, että emäspari onnistutaan vaihtamaan oikeaan, solu pyrkii korjaamaan juosteen takaisin entiseen, vialliseen muotoonsa.

Yritin tuossa aikaisemmassa postissa jo selitellä, ettei se terve alleeli siitä geenistä tee yhtään mitään jos käsittelet sen pahan puoliskon RNAi:llä. Solun normaalissa toiminnassa resessiivinen alleeli ei osallistu millään tapaan proteiinin translaatioon. Jos hiljennät sen pahan puoliskon RNAi:llä, solu edelleen "luulee" tekevänsä proteiinia, vaikka mRNA ei pääsekään ribosomeihin.

Normaalisti solu käynnistää säätelymekanismit, kun jonkin proteiinin pitoisuuden huomataan olevan liian alhainen tai sille ilmenee muuten vain tarvetta. Voitanee olettaa, että se tekee näin myös tässä tapauksessa. Tällöin se ei tosin ala tuottamaan terveellä alleelilla ehjää proteiinia, vaan kiihdyttää viallisen proteiinin tuottoa esimerkiksi käyttämällä vahvempaa promoottoria.

Käytännössä siis terveen puoliskon toiminta ei riitä, koska se ei koskaan toimi.

Christine P. Donahue and Kenneth S. Kosik (2004) Distribution pattern of Notch3 mutations suggests a gain-of-function mechanism for CADASIL. Genomics Volume 83, Issue 1, January 2004, Pages 59-65

Ylläolevan artikkelin mukaan virheellinen alleeli tuottaa virheellistä proteiinia, jonka kasautuminen aiheuttaa CADASIL:in. Eli periaatteessa tämän virheellisen alleelin hiljentäminen voisi lieventää tautia ja jopa estää sen kokonaan. Tauti alkaa ilmetä varttuneemmalla iällä, mikä viittaisi siihen, että elimistö pärjää yhdellä toimivalla alleelilla. Oireet alkavat näkyä vasta vanhempana, koska virheellistä proteiinia on keräytynyt tarpeeksi.

Minun arvioni mukaan RNAi-tekniikasta saattaisi olla tulevaisuudessa apua. En ole tekniikan superasiantuntija, mutta voisi olettaa, että hankalauuksia tuottaisi ainakin toimivan ja virheellisen alleelin pieni eroavaisuus: RNAi todennäköisesti hiljentäisi vahingossa myös toimivaa alleelia. Koska geeniä tarvitaan yksilönkehityksessä, saattaa virheellistä proteiinia kasautua kriittisiä määriä jo sikiövaiheessa. Mutta nämä siis vain omia arvailujani.

Fragile:

Solun normaalissa toiminnassa resessiivinen alleeli ei osallistu millään tapaan proteiinin translaatioon.

Tämä on yleinen virhekäsitys. Se, että alleeli on resessiivinen, ei tarkoita, että se ei osallistuisi proteiinituotantoon. Resessiivisyys tarkoittaa (tässä tautitapauksessa) sitä, että alleelin tuote peittyy dominoivan alleelin tuotteen vaikutusten alle. Resessiivisen alleelin ominaisuudet siis näkyvät, jos dominoiva alleeli hiljennetään.

---
Lisäys: ylläolevassa artikkelissa ei puhuta mitään RNAi:stä tai taudinparantamisesta, vaan pelkästään yleistä taudista.

dinoflagellat
RNAi todennäköisesti hiljentäisi vahingossa myös toimivaa alleelia.

Tämä on yleinen virhekäsitys. RNAi:llä pystytään erottelemaan jopa vain yhdellä bp:lla toisistaan eroavia alleeleja. Riittää kun käytetään guide strandina sekvenssiä juuri siitä kohdasta, jossa alleelit eroavat toisistaan.

Fragile
dinoflagellat
RNAi todennäköisesti hiljentäisi vahingossa myös toimivaa alleelia.



Tämä on yleinen virhekäsitys. RNAi:llä pystytään erottelemaan jopa vain yhdellä bp:lla toisistaan eroavia alleeleja. Riittää kun käytetään guide strandina sekvenssiä juuri siitä kohdasta, jossa alleelit eroavat toisistaan.

Olet aikaasi edellä, tai jäljessä. Aikaasi jäljessä siksi, että tuo oli käsitys viisi vuotta sitten. Sittemmin huomattiin, että RNAi ei ole ollut yhden emäsparin tarkkuinen menetelmä. Ilmiötä kutsutaan RNAi:n off-target efektiksi (eli huti-menee-efekti). Löysin tosin viime syksyltä artikkelin, joka luo kovasti toivoa sairautta aiheuttavien pistemutaatioalleelien hiljentämiseen. Aikaasi edellä siksi siis.

Se artikkeli on tässä:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/quer ... t=Citation

Emäsparit sitoutuvat toisiinsa hyvinkin spesifisesti vetysidoksin. Jo yksi väärä emäs pitkässä juosteessa riittää tekemään siitä termodynaamisesti epästabiilin. Termodynamiikkaa noudattaen spesifi strandi siis sitoutuu komplementaariseen strandiinsa siihen kohtaan, johon se "sopii". Koska RNAi solussa perustuu dsRNA:n pilkkomiseen guide strandeiksi, pituudeltaan noin parikymmentä bp, huteja tulee. Syntetisoimalla ja/tai kopioimalla spesifistä juostetta ongelma voidaan kiertää. Tällöinkin tosin tarvitaan dsRNA:n entsymaalinen pilkkominen RNAi:n initiontiin.

Tässä artikkelissa osoitetaan, että yhden emäsparin ero ei takaa absoluuttista RNAi-spesifisyyttä:
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articl ... d=15781493

"Target recognition by siRNA was initially thought to be a highly sequence-specific process mediated by the antisense strand (or so-called guide strand) of siRNA duplexes (2), and a single-nucleotide mismatch to the target was reported to abolish the gene silencing effect. --" "--The optimistic view was, however, challenged when significant off-target effects were observed in carefully designed microarray experiments. These studies showed that genes with partial sequence similarities to a siRNA were also down-regulated significantly (5). --" "-- Our results demonstrate that target sites carrying Our results demonstrate that target sites carrying single-nucleotide mutations are silenced to varying degrees and that the silencing efficiency is governed by both the position and the identity of the mismatched base pair."

Boldaukset omiani. Tiedän, että RNAi-tekniikan opetetaan yleensä olevan absoluuttisen spesifinen, mutta tämä ei ole asian laita. Mutta kuten ylemmän lainauksen lopussa todetaan, spesifisyyteen vaikuttavat erilaiset tekijät ja aiemmassa postauksessani olevassa artikkelissa ollaan jo aika pitkällä yhden pistemutaation tarkkuisessa spesifisyydessä.

Kyllä, kyllä, mutta kuten alunperin kirjoitin, off-target -efekti voi tuottaa hankaluuksia, mikäli CADASIL:iä RNAi-tekniikalla joskus koitetaan hoitaa, sillä yhden nukleotidin RNAi-spesifisyys ei ole itsestäänselvyys (joskin spesifisyyttä voidaan parantaa mainitsemillasi ja mainitsemani artikkelin keinoin).

Lienemme päässeet yhteisymmärrykseen?

Emmeköhän.

Jos kuitenkin vielä teoretisoidaan, että kyseistä voidaan hoitaa siRNA:lla, joka hiljentää viallisen alleelin protskuntuotannosta 75% ja ehjän alleelin vastaavasta tuotannosta karkeasti arvioiden 5-10%, eiköhän kyseinen metodi kannata ottaa käyttöön. Hiljennysarviot pohjautuvat jo nyt markkinoilla olevien kittien tehokkuuksiin. Eihän siinä tavallaan menetä mitään, jos muutama prosentti ehjän proteiinin tuotannosta hiljennetään. Onhan se toki ehjästä protskupoolista pois, mutta tärkeintä tässä kuitenkin on, että ehjää tuotetaan enemmän mitä viallista.

Eihän se oikeasti pohjimmiltaan ole näin yksinkertaista, rajusti yksinkertaistettuna kylläkin.

Kiitokset teille näistä pohdinnoista. Jotkut menivät hieman yli hilseen näin lukio-opintojen pohjalta, mutta eiköhän pääasia tullut selväksi.

Olen 26-vuotias taudin "uhri" ja kärsin jokapäiväisistä taudin aiheuttamistä ongelmista ja työkyvyttömyyseläke on kuukausien sisään tosiasia. Kaikki pienikin fyysinen rasitus aiheuttaa minulle kohtauksen, jopa vessassa käyminen, eli taistelu kohtausta vastaan on jokapäiväistä. Taudinkuvan mukaan minun ei kuuluisi olla näin sairas.

Seuraava kysymykseni on, miten voin alkaa ajamaan asiaa, että pääsisin tällaisiin hoitoihin? Mitä minun kannattaa ensimmäiseksi tehdä? Olen jo yliopistollisessa sairaalassa ilmoittanut olevani halukas vaikka koekaniiniksi, mutta asia ei etene siellä mihinkään.

Todella ikävä kuulla, tarsku, otan vilpittömästi osaa.

Mikäli haluat tietää tutkimuksen nykytilasta, niin suosittelisin ottamaan yhteyttä esim. sähköpostitse tutkijoihin, joita löytyy Googlen kautta hakusanoilla "cadacil research" ja pistämällä tarkennukseksi "sivuja: maasta Suomi". Jotkut tutkijat, itseni mukaan lukien, ovat todella innokkaita vastaamaan kyselyihin, mutta toiset taas... ovat inhimillisesti laiskempia.

Yliopistojen tietokantahausta ei löytynyt sanoilla CADASIL + RNAi juuri mitään, joten pahoin pelkään, että tästä aiheesta ei valitettavasti ole aineistoa. Geenitekniikan hyödyntäminen monien vakavien sairauksien hoidossa on lapsenkengissään. Yksi syy tähän on ihmiskokeiden suorittamisen tarkat säännökset (jotka tosin ovat oikeutetut), ja menetelmien uutuus ja ennustamattomuus, sekä jotkin ikävät takapakit ihmiskokeissa.

Ikävä kuulla tilanteestasi tarsku. Olet kyllä todella nuori CADASIL:n sairastaja, mikä toki tekee tilanteesta vain entistä ikävämmän.

Dinoflagellat turisi kerrankin asiaa (sarkasmia, sarkasmia) viimeisimmässä postauksessaan. RNAi on melko tuore konsepti ja tunnetusti tie innovaatiosta kliinisiin testeihin ja sitä myöten käyttöön on pitkä ja kivinen. Paras mahdollisuus taitaa tosiaan olla etsiä vaikka interwebistä missä suoritetaan mahdollisesti alaan ja alueeseen liittyvää tutkimusta ja olla sinne päin yhteydessä. Suomesta kyseisen alan tutkimusta ei taida löytyä enkä usko että sitä ihan tässä hetikohta löytyykään. Maailmalla tilanne on varmasti parempi, vaan liekkö se hyvä sielläkään.

Suurin osa tutkijoista ja laitosten henkilökunnista on yleensä auttanut jopa kaltaistani uteliasta opiskelijaa kysymyksissäni. Kannattaa varmasti ottaa yhteyttä, jos arvelet jonkun kykenevän auttamaan sinua tiedusteluissasi.

Niin... Ei tässä nyt surkuttelut auta, vaan täysillä ongelman kimppuun. Olen jo kirjoitellut useille Cadasil-materiaaleissa esille tulleille henkilöille ja professoreille. Täältä Tampereen läheisyydestä löytyy jopa firma jonka alaa tämä RNAi on, mutta he painottavan virustauteihin. Lähimmäksi asian kanssa olen päässyt Kuopion yliopistossa, josta vastattiin lyhennellysti näin:

"Kiitos sähköpostista koskien geeninsiirtotutkimuksiamme. Valitettavasti meillä kehitetyt hoidot eivät vielä tässä vaiheessa ole käytettävissä muihin kuin niihin tauteihin, joita Lääkelaitos on antanut luvan testata kliinisissä kokeissa. CADASIL-tauti ei kuulu tähän joukkoon.

Tunnen kyllä taudin, sillä Notch-geenit ovat tärkeitä verisuonten kasvuun vaikuttavia tekijöitä ja niiden mutaatioiden aiheuttamat ongelmat ovat hyvin verisuonitutkijoiden tiedossa. On kuitenkin mahdollista, että jatkossa pystymme laajentamaan verisuonen endoteelin kasvutekijän käyttöön perustuvia geenihoitojamme myös muihin indikaatioihin verisuonisiirteiden ahtaumien hoidon lisäksi.

Suomessa tai Pohjoismaissa ei ole muita valtimotautien geenihoidon tutkimusryhmiä. Helsingissä professori XX:n ryhmä on tutkinut useita vuosia imusuoniston syntyyn vaikuttavia kasvutekijöitä."

Kysyin tietenkin lääkelaitokselta, että miten luvan voisi saada, mutta sieltä vastattiin, että se on tutkijan asia haluta minut mukaan ja hakea luvat. Näin varmastikin asia on. Mahdollisuuksiani ainakin parantaa se, että olen kertonut olevani olemassa. Ja ehkä joku ratas tässä kuviossa saa vähän vauhtia, jos joku jaksaa ajaa asiaansa.

Positiivisena asiana pidän sitä, että vastaavanlaiseen Huntingtonin tautiin RNAitä on kokeiltu!

Ulkomailta löytyy tutkimusta, on oikein cadasil-tutkimus sivustokin olemassa. Mutta kun tuo englannin kieli vaikeuttaa tilannetta niin paljon, etten ole saanut vielä voimia aloittaa selittää oireitani kyseisellä kielellä. Ne ovat jo suomeksikin niin vaikeita.

Mutta kiitos vinkeistä, tutkimus jatkuu..

Dinoflagellat tai Fragile, viitsisittekö vielä valaista minua seuvaavan kysymyksen suhteen:

Miten RNAillä saadaan valittua se haluttu geeni?

Ajan takaa tässä sitä, että kun Huntingtonissa on kokeiluissa onnistuttu, niin miten sama menetelmä saadaan siirrettyä tekemään samoin toisessa taudissa ja geenissä? Kun periaate on sama, geeni vain eri, niin eikö parannusmenetelmä cadasiliinkin ole todella lähellä?

Jos lukiopohjaltasi muistat, miten emäspariutuminen toimii niin periaate on RNAi:ssäkin sama. Joka geenillä ja täten sen tuottamalla mRNA:lla on sille geenille ominainen emäsjärjestys. Solussa kaksijuosteinen dsRNA pilkkoutuu dicer-entsyymin toimesta lyhyiksi siRNA -juosteiksi, jotka sitoutuvat emäsjärjestyksensä perusteella mRNA:han ja hiljentävät sen eli estävät proteiinin tuotannon.

siRNA:ta voidaan myös syntetisoida laboratorioissa, jolloin sille voidaan määritellä emäsjärjestys. Tällä saadaan valittua se haluttu geeni, valitsemalla sen mRNA:lle komplementaarinen emäsjärjestys. Tauteja hoidettaessa emäsjärjestys pitää valita kohdasta, jossa viallinen geeni eroaa terveestä, jottei siRNA hiljennä samassa suhteessa sairaan ja terveen proteiinin tuotantoa.

Kuinka tuota sitten käytännössä toteutettaisiin? Onko kyse jostain pilleristä vai piikillä ihoon tai suoneen tuikkimalla? Muistan lukeneeni, että ongelmana on se, ettei yksi tai pari "annosta" kovin pitkäksi aikaa riitä, mutta kyllä minä ainakin olisin valmis käymään vaikka kerran viikossa piikillä, kunhan vois elää taas normaalia (normaalimpaa) elämää.

Kuulostaa niin helpolta, että oikein ihmetyttää että tutkimus olisi lapsenkengissä. Toisaalta tuntuu, että tietoa kyllä on, mutta heti kun kertoo olevansa potilas, asiantuntijat piilottelevat tietojaan. Ymmärrän kyllä ettei turhia toivoja haluta antaa, mutta turhauttaa tämäkin että joka paikasta tulee seinä vastaan.

Kun vaan löytäs sen oikean henkilön jolla olis kiinnostusta ja resursseja ottaa asiasta kiinni.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suosituimmat