Тяжелое наследственное заболевание кожи вылечили редактированием генома

Белок Cas9

NIH Image Gallery / Flickr

Китайские биотехнологи испытали на мышиной модели технологию редактирования генома CRISPR/Cas9 для лечения тяжелого наследственного заболевания кожи. Ученые использовали новый способ доставки и улучшили точность работы «геномных ножниц», применив рибонуклеопротеиновый комплекс Cas9 и направляющей РНКsgRNA. Статья об исследовании опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Дистрофический буллезный эпидермолиз (ДБЭ) — тяжелая генетическая болезнь кожи у человека. Она вызвана мутацией в гене Col7a1, из-за которой образуется нерабочий коллаген VII типа. Такой коллаген плохо связывает внутренние слои кожи с внешними, в результате чего у больных ДБЭ эпидермис отстает при малейшем механическом воздействии. 

Сегодня существует только симптоматическое лечение ДБЭ, полностью он не излечим. Разработки радикального лечения ведутся по трем направлениям: протеиновая, клеточная и генная терапия. Лечение на генном уровне — самое перспективное направление, оно может убрать причину болезни, мутацию Col7a1.

В новой работе для лечения ДБЭ ученые применили систему редактирования генома CRISPR/Cas9. Эта система основана на действии бактериального белка Cas9, который находит мутантный участок ДНК и вырезает его. После этого клетка запускает естественный механизм восстановления ДНК (подробнее об этом методе можно прочитать здесь).

В качестве модели человеческой болезни ученые использовали линию мышей, содержащую точечную мутацию в 80 экзоне гена Col7a1. Биологи предположили, что для терапии ДБЭ достаточно убрать из гена этот мутантный экзон, после чего должен образоваться укороченный, но функциональный вариант коллагена.

На первом этапе эксперимента для доставки системы редактирования генома в ткани ученые использовали плазмиды (кольцевые молекулы ДНК), которые кодируют и направляющую РНК, которая отыскивает мишень для редактирования, и белок-нуклеазу Cas9. После проникновения в клетки эти плазмиды начинали работать и синтез Cas9 происходил уже на месте. Однако результаты этого предварительного эксперимента оказались не слишком хорошими из-за того, что плазмиды плохо проникали в нужные ткани. Поэтому вместо плазмид решено было ввести мышам уже готовый комплекс для редактирования генома — рибонуклеопротеин Cas9/sgRNA. Это комплекс состоит из белка Cas9 и РНК гида, который направляет белок к поврежденной ДНК.

Такой способ доставки сработал, комплекс попал в нужные ткани и в достаточном количестве, чтобы исправить поврежденный ген. После лечения связь между внутренними и внешними слоями кожи у мышей увеличилась в два раза, с тридцати до шестидесяти процентов. Ученые также отметили, что использование рибонуклеопротеина Cas9/sgRNA может быть безопаснее плазмид. Комплекс не реплицируется в живой клетке, а значит при этом снижается вероятность того, что во время терапии будут повреждены другие гены, которые похожи на мутантные. Однако до клинических испытаний пока далеко, нужны дополнительные данные о долговременном воздействии лечения.

CRISPR/Cas9 — простая и вариативная технология генной терапии. С ее помощью можно лечить наследственную слепоту и различные генетические болезни, а стартап Editas Medicine обещает редактировать геном уже в этом году.

Анна Маньшина

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.