వినికిడి లోపం (HL) అనేది మానవులలో అత్యంత సాధారణ ఇంద్రియ వైకల్య వ్యాధి.అభివృద్ధి చెందిన దేశాలలో, పిల్లలలో 80% ప్రిలింగ్వల్ చెవుడు కేసులు జన్యుపరమైన కారణాల వల్ల సంభవిస్తాయి.అత్యంత సాధారణమైనవి ఒకే-జన్యు లోపాలు (Fig. 1లో చూపిన విధంగా), 124 జన్యు ఉత్పరివర్తనలు మానవులలో నాన్‌సిండ్రోమిక్ వినికిడి నష్టంతో సంబంధం కలిగి ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది, మిగిలినవి పర్యావరణ కారకాల వల్ల సంభవిస్తాయి.కోక్లియర్ ఇంప్లాంట్ (విద్యుత్ ప్రేరణను నేరుగా శ్రవణ నాడికి అందించే లోపలి చెవిలో ఉంచిన ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం) తీవ్రమైన హెచ్‌ఎల్ చికిత్సకు అత్యంత ప్రభావవంతమైన ఎంపిక, అయితే వినికిడి సహాయం (ధ్వని తరంగాలను మార్చే మరియు విస్తరించే బాహ్య ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం) మితమైన HL ఉన్న రోగులకు సహాయపడుతుంది.అయినప్పటికీ, వంశపారంపర్య HL (GHL) చికిత్సకు ప్రస్తుతం మందులు అందుబాటులో లేవు.ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, అంతర్గత చెవి పనిచేయకపోవడాన్ని చికిత్స చేయడానికి జన్యు చికిత్స ఒక మంచి విధానంగా దృష్టిని ఆకర్షించింది.

చిత్రం 1.చెవుడు-సంబంధిత వైవిధ్యం రకం పంపిణీ.[1]

ఇటీవల, సాల్క్ ఇన్స్టిట్యూట్ మరియు షెఫీల్డ్ విశ్వవిద్యాలయం నుండి శాస్త్రవేత్తలు మాలిక్యులర్ థెరపీ - మెథడ్స్ & క్లినికల్ డెవలప్‌మెంట్ [2]లో పరిశోధనా ఫలితాన్ని ప్రచురించారు, ఇది వంశపారంపర్య చెవుడు యొక్క వివో జన్యు చికిత్సలో విస్తృత అప్లికేషన్ అవకాశాలను చూపించింది.సాల్క్ ఇన్‌స్టిట్యూట్‌లోని అసిస్టెంట్ రీసెర్చ్ ప్రొఫెసర్ మరియు వెయిట్ సెంటర్ ఫర్ అడ్వాన్స్‌డ్ బయోఫోటోనిక్స్ డైరెక్టర్ ఉరి మనోర్ మాట్లాడుతూ, అతను తీవ్రమైన వినికిడి లోపంతో జన్మించాడని మరియు వినికిడిని పునరుద్ధరించడం అద్భుతమైన బహుమతిగా భావిస్తున్నానని చెప్పారు.అతని మునుపటి పరిశోధనలో Eps8 అనేది యాక్టిన్ బైండింగ్ మరియు క్యాపింగ్ కార్యకలాపాలతో కూడిన యాక్టిన్ రెగ్యులేటరీ ప్రోటీన్ అని కనుగొన్నారు;కోక్లియర్ హెయిర్ సెల్స్‌లో, MYO15A, WHIRLIN, GPSM2 మరియు GNAI3తో Eps8 రూపొందించిన ప్రోటీన్ కాంప్లెక్స్ ప్రధానంగా చాలా వరకు ఉంటుంది, ఇది MYO15Aతో కలిసి పొట్టి స్టీరియోసిలియా యొక్క చిట్కాల వద్ద BAIAP2L2ని స్థానికీకరించే పొడవైన స్టీరియోసిలియా చిట్కాలు జుట్టు కట్టల నిర్వహణకు అవసరం.అందువల్ల, Eps8 జుట్టు కణాల యొక్క స్టీరియోసిలియా యొక్క పొడవును నియంత్రించగలదు, ఇది సాధారణ వినికిడి పనితీరుకు అవసరం;Eps8 తొలగింపు లేదా మ్యుటేషన్ చిన్న స్టీరియోసిలియాకు దారి తీస్తుంది, ఇది మెదడు అవగాహన కోసం ధ్వనిని విద్యుత్ సంకేతాలుగా సరిగ్గా మార్చలేకపోతుంది, ఇది చెవుడుకు దారితీస్తుంది..అదే సమయంలో, సహకారి వాల్టర్ మార్కోట్టి, షెఫీల్డ్ విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రొఫెసర్, Eps8 లేనప్పుడు జుట్టు కణాలు సాధారణంగా అభివృద్ధి చెందవని కనుగొన్నారు.ఈ అధ్యయనంలో, స్టీరియోసిలియరీ కణాలకు Eps8ని జోడించడం వలన వాటి పనితీరును పునరుద్ధరించగలదా మరియు ఎలుకలలో వినికిడిని మెరుగుపరచగలదా అని పరిశోధించడానికి మనోర్ మరియు మార్కోటీ జతకట్టారు.రౌండ్ విండో మెమ్బ్రేన్ ఇంజెక్షన్ ద్వారా Eps8-/- నవజాత P1-P2 ఎలుకల కోక్లియాలోకి వైల్డ్-టైప్ EPS8ని కలిగి ఉన్న కోడింగ్ సీక్వెన్స్‌ను అందించడానికి పరిశోధనా బృందం అడెనో-అసోసియేటెడ్ వైరస్ (AAV) వెక్టర్ Anc80L65ని ఉపయోగించింది;మౌస్ కోక్లియర్ హెయిర్ సెల్స్‌లో స్టీరియోసిలియా యొక్క పనితీరు పరిపక్వం చెందకముందే మరమ్మత్తు చేయబడింది;మరియు మరమ్మత్తు ప్రభావం ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీ మరియు స్టీరియోసిలియా యొక్క కొలత ద్వారా వర్గీకరించబడింది.Eps8 స్టీరియోసిలియా యొక్క పొడవును పెంచిందని మరియు తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ కణాలలో జుట్టు కణాల పనితీరును పునరుద్ధరించిందని ఫలితాలు చూపించాయి.కాలక్రమేణా, కణాలు ఈ జన్యు చికిత్స ద్వారా రక్షించబడే సామర్థ్యాన్ని కోల్పోతున్నట్లు కూడా వారు కనుగొన్నారు.Eps8-/- హెయిర్ సెల్స్ పరిపక్వం చెంది ఉండవచ్చు లేదా ఎలుకలు పుట్టిన తర్వాత మరమ్మత్తు చేయలేని నష్టాన్ని పోగుచేసి ఉండవచ్చు కాబట్టి, ఈ చికిత్సను గర్భాశయంలో నిర్వహించవలసి ఉంటుంది."Eps8 అనేది అనేక విభిన్న విధులు కలిగిన ప్రోటీన్, ఇంకా అన్వేషించడానికి చాలా ఉన్నాయి" అని మనోర్ చెప్పారు.భవిష్యత్ పరిశోధనలో వివిధ అభివృద్ధి దశలలో వినికిడిని పునరుద్ధరించడంలో Eps8 జన్యు చికిత్స యొక్క ప్రభావాన్ని పరిశోధించడం మరియు చికిత్స అవకాశాలను పొడిగించడం సాధ్యమేనా.యాదృచ్ఛికంగా, నవంబర్ 2020లో, ఇజ్రాయెల్‌లోని టెల్ అవీవ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ప్రొఫెసర్ కరెన్‌బి అవ్రహం తన ఫలితాలను EMBO మాలిక్యులర్ మెడిసిన్ జర్నల్‌లో ప్రచురించారు [3], ఒక వినూత్న జన్యు చికిత్స సాంకేతికతను ఉపయోగించి హానిచేయని సింథటిక్ అడెనో-అనుబంధ వైరస్ AAV9-PHPని రూపొందించారు.B, Syne4-/- ఎలుకల వెంట్రుకల కణాలలోని జన్యు లోపం ఎలుకల లోపలి చెవిలోకి Syne4 యొక్క కోడింగ్ క్రమాన్ని మోసుకెళ్ళే వైరస్‌ను ఇంజెక్ట్ చేయడం ద్వారా సరిదిద్దబడింది, ఇది జుట్టు కణాలలోకి ప్రవేశించడానికి మరియు మోసుకుపోయిన జన్యు పదార్థాన్ని విడుదల చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, అవి పరిపక్వం చెందడానికి మరియు సాధారణంగా పనిచేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది (Fig. 2లో వలె).

అత్తి 2.కోర్టి యొక్క ఆర్గాన్ మరియు నెస్ప్రిన్-4 యొక్క సెల్యులార్ ఫంక్షన్‌పై దృష్టి సారించి, లోపలి చెవి అనాటమీ యొక్క స్కీమాటిక్ ప్రాతినిధ్యం.

చికిత్స కోసం ఏదైనా పరివర్తన చెందిన జన్యువులను చొప్పించడం, తొలగించడం లేదా సరిదిద్దడం ద్వారా (అంటే, వ్యాధిలో జన్యు మార్పులను నియంత్రించడం) జన్యు స్థాయిలో వంశపారంపర్య వ్యాధుల చికిత్స యొక్క ప్రయోజనాన్ని సాధించడానికి జన్యు చికిత్స యొక్క ఉపయోగం అధిక క్లినికల్ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉందని చూడవచ్చు.అప్లికేషన్ అవకాశాలు.జన్యుపరంగా లోపం ఉన్న చెవుడు కోసం ప్రస్తుత జన్యు చికిత్స పద్ధతులను క్రింది వర్గాలుగా విభజించవచ్చు:

జన్యు మార్పిడి

జన్యువు యొక్క సాధారణ లేదా వైల్డ్-టైప్ కాపీతో లోపభూయిష్ట జన్యువును గుర్తించడం మరియు భర్తీ చేయడం ఆధారంగా జీన్ రీప్లేస్‌మెంట్ అనేది జన్యు చికిత్స యొక్క అత్యంత "సూటిగా" రూపం.వెసిక్యులర్ గ్లుటామేట్ ట్రాన్స్పోర్టర్ 3 (VGLUT3) జన్యువును తొలగించడం వల్ల వినికిడి లోపం కోసం మొదటి విజయవంతమైన ఇన్నర్ ఇయర్ జన్యు చికిత్స అధ్యయనం;AAV1-మెడియేటెడ్ డెలివరీ ఆఫ్ ఎక్సోజనస్ VGLUT3 ఇన్నర్ ఇయర్ హెయిర్ సెల్స్‌లో (IHCs) నిరంతర వినికిడి పునరుద్ధరణ, పాక్షిక రిబ్బన్ సినాప్టిక్ పదనిర్మాణ శాస్త్ర పునరుద్ధరణ మరియు మూర్ఛ ప్రతిస్పందనలు [4].అయినప్పటికీ, పైన పేర్కొన్న పరిచయంలో వివరించిన రెండు AAV-బట్వాడా జన్యు భర్తీలతో సహా ఉదాహరణలలో, కొన్ని రకాల జన్యు తొలగింపు వంశపారంపర్య వినికిడి లోపం రుగ్మతలకు ఉపయోగించే మౌస్ నమూనాలు మానవులకు తాత్కాలికంగా భిన్నంగా ఉన్నాయని మరియు P1 ఎలుకలలో, లోపలి చెవి అభివృద్ధి చెందుతున్న దశలో పరిణతి చెందుతుందని గమనించడం ముఖ్యం.దీనికి విరుద్ధంగా, మానవులు పరిపక్వమైన లోపలి చెవితో జన్మించారు.ఈ వ్యత్యాసం పరిపక్వ మౌస్ చెవులకు జన్యు చికిత్స అందించకపోతే మానవ వంశపారంపర్య చెవుడు రుగ్మతల చికిత్సకు మౌస్ ఫలితాల యొక్క సాధ్యమైన దరఖాస్తును నిరోధిస్తుంది.

జన్యు సవరణ: CRISPR/Cas9

"జీన్ రీప్లేస్‌మెంట్"తో పోల్చితే, జన్యు సవరణ సాంకేతికత అభివృద్ధి మూలం నుండి జన్యుపరమైన వ్యాధులకు చికిత్స చేయడంలో ఆనవాయితీ వచ్చింది.ముఖ్యమైనది, జన్యు సవరణ పద్ధతి సాంప్రదాయిక అతిగా ప్రసరణ జన్యు చికిత్స పద్ధతుల యొక్క లోపాలను భర్తీ చేస్తుంది, ఇది ఆధిపత్య వంశపారంపర్య చెవుడు వ్యాధులకు తగినది కాదు మరియు అతిగా ఎక్స్‌ప్రెషన్ పద్ధతి ఎక్కువ కాలం కొనసాగదు.చైనీస్ పరిశోధకులు ప్రత్యేకంగా AAV-SaCas9-KKH-Myo6-g2 జన్యు సవరణ వ్యవస్థను ఉపయోగించి Myo6WT/C442Y ఎలుకలలోని Myo6C442Y ఉత్పరివర్తన యుగ్మ వికల్పాన్ని నాకౌట్ చేసిన తర్వాత, మరియు నాకౌట్ అయిన 5 నెలలలోపు, ఎలుకలు మోడల్ యొక్క శ్రవణ పనితీరు పునరుద్ధరించబడింది;అదే సమయంలో, లోపలి చెవిలోని వెంట్రుకల కణాల మనుగడ రేటు మెరుగుపడిందని, సిలియా ఆకారం క్రమంగా మారిందని మరియు ఎలక్ట్రోఫిజియోలాజికల్ సూచికలు సరిచేయబడిందని కూడా గమనించబడింది [5].Myo6 జన్యు ఉత్పరివర్తన వలన కలిగే వంశపారంపర్య చెవుడు చికిత్స కోసం CRISPR/Cas9 సాంకేతికతను ఉపయోగించిన ప్రపంచంలో ఇది మొదటి అధ్యయనం, మరియు ఇది వంశపారంపర్య చెవుడు చికిత్స కోసం జన్యు సవరణ సాంకేతికత యొక్క ముఖ్యమైన పరిశోధన పురోగతి.చికిత్స యొక్క క్లినికల్ అనువాదం దృఢమైన శాస్త్రీయ ఆధారాన్ని అందిస్తుంది.

జన్యు చికిత్స డెలివరీ పద్ధతులు

జన్యు చికిత్స విజయవంతం కావాలంటే, నగ్న DNA అణువులు వాటి హైడ్రోఫిలిసిటీ మరియు ఫాస్ఫేట్ సమూహాల ప్రతికూల చార్జ్ కారణంగా కణాలలోకి ప్రభావవంతంగా చొచ్చుకుపోలేవు మరియు అనుబంధ న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ అణువుల సమగ్రతను నిర్ధారించడానికి, సురక్షితమైన మరియు సమర్థవంతమైన పద్ధతిని ఎంచుకోవాలి.అనుబంధిత DNA లక్ష్య కణం లేదా కణజాలానికి పంపిణీ చేయబడుతుంది.AAV దాని అధిక అంటు ప్రభావం, తక్కువ ఇమ్యునోజెనిసిటీ మరియు వివిధ కణజాల రకాలకు విస్తృత ఉష్ణమండలం కారణంగా వ్యాధి చికిత్స కోసం డెలివరీ వాహనంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.ప్రస్తుతం, పరిశోధనా పని యొక్క పెద్ద భాగం మౌస్ కోక్లియాలోని వివిధ కణ రకాలకు సంబంధించి AAV యొక్క వివిధ ఉపరకాల ఉష్ణమండలాన్ని నిర్ణయించింది.సెల్-నిర్దిష్ట ప్రమోటర్‌లతో కలిపి AAV డెలివరీ లక్షణాలను ఉపయోగించడం సెల్-నిర్దిష్ట వ్యక్తీకరణను సాధించగలదు, ఇది ఆఫ్-టార్గెట్ ప్రభావాలను తగ్గిస్తుంది.అదనంగా, సాంప్రదాయ AAV వెక్టర్‌లకు ప్రత్యామ్నాయంగా, కొత్త సింథటిక్ AAV వెక్టర్‌లు నిరంతరం అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి మరియు లోపలి చెవిలో ఉన్నతమైన ట్రాన్స్‌డక్షన్ సామర్థ్యాన్ని చూపుతాయి, వీటిలో AAV2/Anc80L65 అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.నాన్-వైరల్ డెలివరీ పద్ధతులను భౌతిక పద్ధతులు (మైక్రోఇంజెక్షన్ మరియు ఎలక్ట్రోపోరేషన్) మరియు రసాయన పద్ధతులు (లిపిడ్-ఆధారిత, పాలిమర్-ఆధారిత మరియు బంగారు నానోపార్టికల్స్)గా విభజించవచ్చు.రెండు విధానాలు వంశపారంపర్య చెవుడు రుగ్మతల చికిత్సలో ఉపయోగించబడ్డాయి మరియు విభిన్న ప్రయోజనాలు మరియు పరిమితులను చూపించాయి.ఒక వాహనంగా జన్యు చికిత్స కోసం డెలివరీ వాహనంతో పాటు, వివిధ లక్ష్య కణ రకాలు, పరిపాలన యొక్క మార్గాలు మరియు చికిత్సా సమర్థత ఆధారంగా vivo జన్యు పరిపాలనలో విభిన్న విధానాలను ఉపయోగించవచ్చు.లోపలి చెవి యొక్క క్లిష్టమైన నిర్మాణం లక్ష్య కణాలను చేరుకోవడం కష్టతరం చేస్తుంది మరియు జీనోమ్ ఎడిటింగ్ ఏజెంట్ల పంపిణీ నెమ్మదిగా ఉంటుంది.మెంబ్రేనస్ లాబ్రింత్ తాత్కాలిక ఎముక యొక్క అస్థి చిక్కైన లోపల ఉంది మరియు కోక్లియర్ డక్ట్, సెమికర్క్యులర్ డక్ట్, యుట్రికిల్ మరియు బెలూన్‌లను కలిగి ఉంటుంది.దాని సాపేక్ష ఐసోలేషన్, కనిష్ట శోషరస ప్రసరణ మరియు రక్త-చిట్టడవి అవరోధం ద్వారా రక్తం నుండి వేరుచేయడం వలన నియోనాటల్ ఎలుకలకు మాత్రమే సమర్థవంతమైన దైహిక చికిత్సా పంపిణీని పరిమితం చేస్తుంది.జన్యు చికిత్సకు తగిన వైరల్ టైటర్లను పొందడానికి, లోపలి చెవిలోకి వైరల్ వెక్టర్స్ యొక్క ప్రత్యక్ష స్థానిక ఇంజెక్షన్ అవసరం.ఇంజెక్షన్ యొక్క స్థాపించబడిన మార్గాలలో [6]: (1) రౌండ్ విండో మెమ్బ్రేన్ (RWM), (2) ట్రాకియోస్టోమీ, (3) ఎండోలిమ్ఫాటిక్ లేదా పెరిలిమ్ఫాటిక్ కోక్లియోస్టోమీ, (4) రౌండ్ విండో మెమ్బ్రేన్ ప్లస్ ట్యూబ్ ఫెనెస్ట్రేషన్ (CF) (Fig. 3లో వలె).

అత్తి 3.జన్యు చికిత్స యొక్క లోపలి చెవి డెలివరీ.

జన్యు చికిత్సలో అనేక పురోగతులు సాధించినప్పటికీ, క్లినికల్ అనువాద లక్ష్యాల ఆధారంగా, జన్యుపరమైన వ్యాధులతో బాధపడుతున్న రోగులకు, ముఖ్యంగా సురక్షితమైన మరియు ప్రభావవంతమైన వెక్టర్స్ మరియు డెలివరీ పద్ధతిని అభివృద్ధి చేయడంలో జన్యు చికిత్స మొదటి-లైన్ చికిత్స ఎంపికగా మారడానికి ముందు మరింత కృషి చేయవలసి ఉంది.కానీ సమీప భవిష్యత్తులో, ఈ రకమైన చికిత్సలు వ్యక్తిగతీకరించిన చికిత్సలో ప్రధానమైనవిగా మారుతాయని మరియు జన్యుపరమైన రుగ్మతలు ఉన్న వ్యక్తుల జీవితాలపై మరియు వారి కుటుంబాలపై అత్యంత సానుకూల ప్రభావాన్ని చూపుతాయని మేము నమ్ముతున్నాము.

ఫోర్జీన్ టార్గెటెడ్ జన్యువుల కోసం హై-త్రూపుట్ స్క్రీనింగ్ కిట్‌ను కూడా ప్రారంభించింది, ఇది వేగంగా ఉంటుంది మరియు RNA వెలికితీత లేకుండానే రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ మరియు qPCR ప్రతిచర్యలను నిర్వహించగలదు.

ఉత్పత్తి లింక్‌లు

సెల్ డైరెక్ట్ RT-qPCR కిట్-తక్మాన్/SYBR గ్రీన్ I

మరింత ఉత్పత్తి సమాచారం కోసం, దయచేసి సంప్రదించండి:

overseas@foregene.com