2017 – год важных достижений в сфере редактирования генома
В 2017 году мы узнали о людях, которых успешно лечат методами генной терапии, о лечении некоторых видов рака путем модификации генома собственных лейкоцитов пациентов, о редактирование генов человеческих эмбрионов
Редактирование ДНК взрослого человека
Пациенту с синдромом Хантера — редким заболеванием, связанным с X-хромосомой – ввели в кровь обезвреженные вирусные частицы (они нужны были для доставки терапевтической ДНК), содержащие рабочую копию гена фермента идуронат-2-сульфатазы. Также частицы содержали специальную нуклеазу с «цинковыми пальцами» — белок, который узнает заданную последовательность в ДНК и разрезает ее для того, чтобы туда смог вставиться нужный ген. Ген идуронат-2-сульфатазы должен был встроиться в ДНК клеток печени и заменить собой дефектный участок. Нуклеаза с «цинковыми пальцами» – новая технология редактирования генов, альтернативная известной системе CRISPR/Cas9. Она обеспечивает более точное разрезание ДНК, поэтому считается достаточно безопасной для применения у человека. Насколько устойчивым окажется эффект генной терапии, покажет время.
Новая кожа
«Мальчик-бабочка» получил новую кожу на основе собственных генно-модифицированных клеток. Этот ребенок, страдающий буллезным эпидермолизом, к моменту начала лечения потерял почти весь эпидермис и нуждался в постоянном обезболивании морфином. Причина этого заболевания – дефект гена LAMB3, который приводит к нарушению синтеза белка, связывающего слои кожи, и, как следствие – отделению верхних слоев кожи.
Ученые взяли клетки эпидермиса ребенка и с помощью вирусного вектора вставили в их ДНК – рабочую копию гена LAMB3. Генно-модифицированные клетки выращивали в культуре в виде слоев, а затем «накладывали» на нижние слои кожи мальчика. Новая кожа успешно прижилась. Лечение заняло восемь месяцев. Спустя два года после терапии ученые опубликовали статью, в которой сообщили, что мальчик чувствует себя хорошо, ходит в школу и играет в футбол.
Читайте также: Метаболомика: что нам дает анализ метаболитов?
Лечение рака
В США для лечения больных несколькими типами рака крови, не отвечающих на другую терапию, одобрили два препарата на основе технологии CAR-T. Технология основана на генной модификации собственных Т-лимфоцитов пациента. У больного отбирают лимфоциты, встраивают в их геном ген рецептора, который узнает маркер на поверхности злокачественных клеток, а затем возвращают клетки в организм пациента. Модифицированные Т-лимфоциты, «настроенные» против клеток конкретной опухоли, помогают иммунной системе успешно справиться с заболеванием. Один препарат направлен на лечение острой лимфобластной лейкемии пациентов до 25 лет, второй — на лечение ряда лимфом у взрослых. Несмотря на высокую стоимость терапии, она помогла многим пациентам, считавшимся безнадежными, достичь стойкой ремиссии.
Читайте также: Иммуноонкология — новая эпоха в лечении рака или «драма с хеппи-эндом»
Генная терапия эмбрионов человека
Редактирование генов у эмбрионов человека впервые провели китайские ученые в 2015 году при помощи системы CRISPR/Cas9. Однако о первом действительно успешном эксперименте сообщили в 2017 году американцы: при помощи технологии CRISPR/Cas9 они исправили мутацию в гене MYBPC3, которая приводит к развитию патологии сердца. При этом удалось избежать побочных эффектов.
Китайцы, правда, не остались в долгу: в 2017 они сообщили о том, что успешно исправили мутацию в гене бета-глобина человеческих эмбрионов, приводящую к развитию анемии. В качестве инструмента для редактирования генома ученые применили «редактор оснований», разработанный на основе системы CRISPR/Cas9 – эта конструкция не разрезает ДНК, а только вносит однонуклеотидную замену в ее последовательность, а значит более безопасна, чем традиционная CRISPR/Cas9.
В Великобритании редактированием генома эмбрионов ученые занимались с научной, а не терапевтической целью: они «выключили» фактор OCT4, чтобы изучить его функции на начальных стадиях развития зародыша.
«Эмбрионы» во всех подобных работах используют только на самых ранних стадиях развития – до стадии бластоцисты. После эксперимента материал уничтожают, и людей из таких эмбрионов не «выращивают». Однако на животных технология редактирования генома уже успешно работает. Так, с использованием CRISPR/Cas9 получают трансгенных мышей, которые служат моделями различных заболеваний.
Читайте также: Ученые добавили в генетический алфавит новые «буквы» и научили бактерии их «читать»
