Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка метода генной терапии наследственной оптической нейропатии Лебера

Докладчик: Мазунин Илья Олегович

Должность: Заведующий лабораторией молекулярно-генетических технологий Инновационного парка БФУ им. И. Канта, заведующий лабораторией

Цель проекта:
Проблема: отсутствие адекватного лечения наследственной оптической нейропатии Лебера Цель: разработать геннотерапевтический подход исправления мутаций в геноме митохондрий, ассоциированных с наследственной оптической нейропатией Лебера

Основные планируемые результаты проекта:
1. Будут проанализированы современные литературные данные, связанные с методами направленной элиминации патогенных мутаций мтДНК в общем, и конкретно, мутаций мтДНК, ассоциированных с наследственной оптической нейропатией Лебера (LHON, OMIM # 535000). Будет разработан набор реагентов, а так же протокол сборки и доставки в цитоплазматические гибридные клетки системы элиминации патогенной мутации m.11778G>A, ассоциированной с LHON. Будет разработан протокол оценки эффективности работы системы для элиминации мутации m.11778G>A. Будут предложены технические задания на проведение опытно-конструкторских разработок.
2. Уникальная структура генетической конструкции, в которой закодирована информация о структуре молекулярного комплекса. Последний проникает в митохондрии клеток, связывается с мутантной мтДНК и элиминирует её.
3. Новизна заключается в дизайне генетической конструкции, кодирующей молекулярный комплекс для узнавания специфической последовательности мтДНК.
4. Подобный молекулярный комплекс прежде не был доставлен в митохондрии.
5. Разработать теоретические основы направленной элиминации патогенных мутаций генома митохондрий, ассоциированных с наследственной оптической нейропатией Лебера. Для этого будет проведен сравнительный анализ имеющихся в литературе данных. В результате будут предложены основные структурные характеристики макромолекулы, обладающей потенциалом в области генной терапии патологий, ассоциированных с мутациями генома митохондрий. Разработать набор реагентов и протокол сборки генетической конструкции, кодирующей основные компоненты молекулярного комплекса, узнающего и элиминирующего мутацию m.11778G>A, ассоциированную с наследственной оптической нейропатией Лебера. Сборка конечной структуры генетической конструкции будет осуществлена современными методами бесшовного клонирования. Проверка качества сборки генетический конструкции будет осуществляться путем секвенирования. Компоненты молекулярного комплекса будут включать современную систему редактирования генома CRISPR/Cas9, модифицированную для работы с митохондриальной ДНК. Разработать набор реагентов и протокол доставки компонентов молекулярного комплекса в митохондрии. Доставка генетической конструкции, кодирующей молекулярных комплекс, будет осуществляться благодаря трансфекции с использованием липофильных агентов. Эффективность доставки молекулярного комплекса в митохондрии будет осуществляться путем детекции основных её компонентов внутри митохондрии (флуоресцентная микроскопия, иммуноцитохимическая детекция). Оценить эффективность направленной элиминации патогенной мутации m.11778G>A, ассоциированной с наследственной оптической нейропатией Лебера. Для решения поставленной задачи будет использован метод пиросеквенирования, позволяющий установить абсолютное количество патогенных вариантов до и после использования генетической конструкции на цитоплазматические гибридные клетки, содержащие мутацию m.11778G>A в состоянии гетероплазмии. Так же будет проведена оценка первого комплекса окислительного фосфорилирования, поскольку m.11778G>A находится в гене ND4, кодирующим одну из субъединиц первого комплекса дыхательной цепи. Обобщить полученные результаты ПНИ, а так же оформить экспериментальный образец генетической конструкции для направленной элиминации патогенной мутации m.11778G>A, ассоциированной с наследственной оптической нейропатией Лебера.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Биологические науки, биохимия и молекулярная биология, генная терапия наследственный болезней митохондриальной этиологии
2. Разработанная в ходе выполнения ПНИ система для элиминации мутации m.11778G>A будет использована для проведения доклинических испытаний в качестве метода генной терапии наследственной оптической нейропатии Лебера. Поскольку основным симптомом заболевания является потеря зрения, основным применением разработанной системы станет терапия данной патологии.
3. В дальнейшем, разработанная структура генетической конструкции, после некоторых модификаций, может быть использована для элиминации других патогенных мутаций в мтДНК.

Текущие результаты проекта:
Выполняется аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ, а так же проводится выбор и обоснование направления исследований.