 |
| Cas9-нуклеаза разрезает ДНК в помеченных с помощью РНК участках на границе экзона 23, после чего он удаляется, а разрыв сшивается. |
Сразу три группы
исследователей независимо друг от друга сообщили об успехах в лечении
генетических заболеваний с помощью метода редактирования генома CRISPR. Точечно
«исправляя» гены, мутации в которых ведут к тяжелым нарушениям развития
мышечной ткани, авторы частично восстановили ее функциональность у взрослых мышей,
страдавших от миодистрофии. Результаты работ публикует
журнал Science, кратко о нем можно прочитать в пресс-релизе
американского Университета Дьюка.
Миодистрофия Дюшенна
(DMD) — генетическое заболевание, которое развивается примерно у одного из 5000
детей. Вызывается оно делецией одного или нескольких экзонов в гене, кодирующем
белок дистрофин. Это приводит к сдвигу рамки считывания в гене и образованию
полностью нефункционального белка, который в норме необходим для поддержания
целостности мембран мышечных клеток. Ген расположен на Х-хромосоме, поэтому у
мальчиков, имеющих лишь одну его копию, DMD развивается чаще. К 10-летнему
возрасту больные, как правило, уже прикованы к коляске, и редко кто их них
проживает дольше 20-30 лет.
Лишь несколько месяцев
назад группе профессора Университета Дьюка Чарльза Гершбаха (Charles
Gersbach) удалось
успешно скорректировать опасную мутацию in vitro, в линии «больных»
клеток. Теперь же ученые использовали CRISPR-технологии для «исправления»
нарушений в целом взрослом организме. Чтобы вернуть рамку считывания гена в
нужное положение, авторы удалили дополнительно один из его экзонов (23).
Необходимые белки были доставлены в мышечные клетки с помощью модифицированного
аденоассоциированного вируса AAV8. Делеция экзона 23 успешно прошла примерно в 2
процентах клеток и позволила лабораторным животным синтезировать функциональный
дистрофин в количестве примерно 8 процентов от нормы (при этом уже 4 процента
достаточно для снятия наиболее опасных симптомов DMD).
Параллельно этому
проблемой занималась и группа профессора Мичиганского университета Дуншеня
Дуаня (Dongsheng Duan). Для начала авторы подтвердили эффективность
CRISPR-системы на яйцеклетках и сперматозоидах мышей, имевших связанные с DMD
мутации – и весьма успешно: 80 процентов мышат, появившихся из
отредактированных половых клеток, не имели наиболее тяжелых форм DMD. Затем
метод был опробован на больных животных несколько дней после рождения. Для
таргетированной доставки CRISPR-системы в мышечные клетки взрослой мыши авторы
также использовали аденоассоциированный вирус (AAV9), задачей также была
дополнительная делеция экзона 23. Проверяя эффективность доставки, авторы
делали подопытным животным инъекции либо непосредственно в мышцы, либо в
глазное дно, показав, что лучше метод действует при прямой инъекции в мускулы.
Третья работа проведена
командой одного из пионеров CRISPR-технологий Фэн Чзаня (Feng Zhang).
Группа применила все тот же подход с использованием вируса ААV9 и целевой
делецией экзона 23, получив столь же обнадеживающие результаты. Однако
параллельно этому ученые постарались отследить действие введенной в организм
CRISPR-системы на клетки, далекие от места инъекции. С помощью флуоресцентных
маркеров они показали, что у некоторых из них экспрессия нормального дистрофина
восстанавливалась – и делают вывод о перспективности системы AAV-CRISPR для
лечения генетических заболеваний у взрослого организма in vivo.