CRISPR позволила «исправить» смертельно опасные мутации во взрослом организме

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.

Роман Фишман