Genetiği değiştirilmiş cilt greftleriyle kokain istekleri nasıl engellenebilir?

Herhangi bir ilaca bağımlılık - alkol, tütün, opioid veya yasadışı uyuşturucular, örneğin kokain gibi - bağımlı bir uyuşturucu arama davranışı davranışının, kişilerin zararlı, farkında olduklarında bile kontrol etmeyi zor veya imkansız bulmasına neden olan kronik bir hastalıktır ölümcül sonuçlar.

Uzun süreli kullanım, yargılama, stres, karar verme ve davranışla bağlantılı beyin bölgelerinin yapısını değiştirerek, uyuşturucu isteklerini görmezden gelmeyi zorlaştırmaktadır.

Etkili bir tedavi bulma amacı ile bağımlılığı çalıştığımız Chicago Üniversitesi'ndeki Ming Xu laboratuvarında doktora sonrası araştırmacıyım. Bir gazetede Doğa Biyomedikal Mühendisliği, geliştirdiğimiz ve test ettiğimiz, farelerde kokain aramayı engelleyen ve aslında başka türlü ölümcül olabilecek yüksek dozlardan koruyan yeni bir yaklaşım tarif ediyoruz.

Gen Terapisi Bağımlılığı Nasıl Durdurur?

İnsan karaciğerinde ve kanında bulunan, BChE olarak kısaltdığımız, butirilkolinesteraz adı verilen doğal bir enzimdir. Bu enzimin işlerinden biri, kokaini aktif olmayan, zararsız bileşenlere ayırmak veya metabolize etmektir. Aslında, kokainin metabolizmasını büyük ölçüde hızlandırmak için genetik olarak tasarlanmış mutant bir insan BChE (hBChE) bile vardır. Bu süper mutant enzimin kokain bağımlılığını tedavi etmek için bir terapi haline gelmesi bekleniyor. Bununla birlikte, aktif enzimi enjeksiyonla bağımlılara vermek ve bu enzimi canlı hayvanlarda çalışır durumda tutmak zordur.

Böylece, enzimi hayvanlara vermek yerine, geni BChE enzimi için taşıyan deri kök hücrelerini üretmeye karar verdik. Bu şekilde cilt hücreleri enzimi kendileri üretebilecek ve hayvanı besleyebilecektir.

Çalışmamızda, ilk olarak fare derisi kök hücrelerini düzenlemek ve hBChE genini dahil etmek için gen düzenleme tekniğini CRISPR kullandık. Bu tasarlanmış cilt hücreleri daha sonra salgıladıkları tutarlı ve yüksek seviyelerde hBChE proteini ürettiler. Daha sonra bu tasarlanmış kök hücreleri laboratuarda büyüttük ve büyümesi birkaç gün süren düz bir deri benzeri doku tabakası oluşturduk.

Laboratuarda yetiştirilen cilt tamamlandıktan sonra, hücrelerin 10 haftadan fazla bir süre boyunca önemli miktarlarda hBChE'yi kana saldığı konakçı hayvanlara nakleddik.

HBChE'yi konak farelerin kan dolaşımına salgılayan genetik olarak tasarlanmış deri grefti ile, farenin kokain tüketmesi durumunda enzimin beyindeki bağımlılık zevk tepkisini tetiklemeden önce ilacı hızla keseceğini varsaydık.

Ayrıca bakınız: Kokain Bağımlılığı Tamamen Doğal Bir Yüksek Tarafından Üstesinden Gelinebilir

Kokaine Karşı “Bağışıklama”

Kokain, beyindeki dopamin seviyelerini yükselterek çalışır ve bu da, ilacın daha fazla için bir özlem tetikleyen ödül ve öfori hissine yol açar.

İşlenmiş deri greftini alan hayvanlar, enjekte edilen miktarlarda kokaini kontrol hayvanlarından daha hızlı temizleyebildi. Beyinleri de daha düşük seviyelerde dopamine sahipti.

Ayrıca, hBChE üreten hücrelerin cilt greftleri, hayvanlara yüksek, potansiyel olarak ölümcül bir kokain dozu enjekte edildiğinde öldürücü doz aşımı oranını yüzde 50'den sıfıra indirebilir. Hayvanlara öldürücü bir doz verildiğinde, tüm kontrol hayvanları öldü, tasarlanan cildi alan hayvanların hiçbiri yok olmadı. Deri grefti tarafından üretilen enzim farelere bir kokain aşırı dozuna karşı bağışıklamış gibiydi.

Daha sonra hBChE üreten hücrelerin kokain arayışı gelişimine karşı korunup korunamayacağını değerlendirdik. Kokain yönünden zengin bir ortamda daha fazla zaman harcayarak kokain tercihlerini ortaya çıkarmak için eğitilmiş fareler kullandık. Aynı dozaj ve eğitim prosedürleri altında, normal hayvanlar, kokain tercihini elde ederken, deri grefti ile konaklayan hayvanlar, hBChE hücrelerinin cilt greftinin kokainin neden olduğu ödül etkisini etkili bir şekilde bloke ettiğini gösteren böyle bir tercih göstermedi. Benzer bir şekilde, deriden türetilmiş hBChE, 25 günlük geri çekilmeden sonra kokain aramanın tekrarlanmasını etkili ve spesifik olarak bozar.

Bu gen terapisi yaklaşımının insanlarda işe yarayıp yaramayacağını test etmek için hBChE üretimine izin vermek için CRISPR tarafından genetik olarak düzenlenmiş primer cilt kök hücrelerinden insan derisi benzeri dokuyu büyüttük.

Tasarlanmış insan epidermal hücrelerinin, laboratuarda ve farelerde kültürlenen hücrelerde büyük miktarlarda hBChE ürettiğini görmemiz istendi. Bu, cilt gen terapisi kavramının gelecekte insanlarda kokain kötüye kullanımı ve aşırı doz tedavisinde etkili olabileceğini düşündürmektedir.

Bu yaklaşımı insanlar için uyarlamak, bağımlılığı engellemenin umut verici bir yolu olabilir. Ama önce, birkaç yan etkiyle iyi çalıştığına dair yeterli kanıtımız olmalı. Benzer şekilde, alkol ve nikotini parçalayan enzimlerle cilt hücrelerinin mühendisliği, bu iki ilacın bağımlılığı ve kötüye kullanımını azaltmada etkili bir strateji olabilir.

Bu makale ilk olarak Qingyao Kong'un Sohbeti üzerine yayınlandı. Orijinal makaleyi buradan okuyun.