Китайские ученые впервые клонировали CRISPR-обезьяну
Китайские ученые отредактировали геном макака-крабоеда с помощью метода CRISPR/Cas9, а затем клонировали его, получив еще пять обезьян — у животных «отключен» ген BMAL1, отвечающий за регуляцию циркадного ритма. Помимо демонстрации самой технологии клонирования CRISPR-животных, их планируют использовать для исследований заболеваний, связанных с нарушением циркадного ритма, говорится в сообщении Science China Press. Историю также рассказывает китайское государственное агентство «Синьхуа».
В начале прошлого года китайские ученые сообщили, что впервые получили двух здоровых детенышей обезьяны с помощью метода переноса ядра из соматической клетки в лишенную собственного ядра яйцеклетку — так же, как и знаменитая овечка Долли. Процедура клонирования, которая позволяет получить организм с идентичным донору геномом, заключается в удалении из ооцита (неоплодотворенной яйцеклетки) собственного ядра и подсаживанием вместо него ядра клетки, уже содержащей двойной набор хромосом (соматической), например, клетки кожи. Вслед за Долли таким способом было клонировано 23 вида животных, в том числе собака, корова, свинья, крыса, верблюд и другие. Однако клонировать обезьян именно методом переноса ядра из соматической клетки до китайского эксперимента не удавалось.
Новые клоны получили в Институте нейронаук Китайской академии наук в Шанхае тем же методом, что и детенышей Чжун Чжун и Хуа Хуа, только вместо фибробластов абортированного эмбриона ученым удалось использовать фибробласты молодой обезьяны. Донором ядер выступил макак с нокаутированным геном BMAL1, «отключенным» с помощью метода редактирования генома CRISPR/Cas9 на стадии эмбриона. Результаты редактирования генома и клонирования обезьян описаны в двух статьях в журнале National Science Review.
Сначала китайские специалисты отредактировали геном 88 эмбрионов, которые подсадили 31 самке — 10 из них забеременели, и в итоге родилось восемь животных (две беременности закончились выкидышами). Из восьми животных пять имели мутации в нужном ученым гене, из них у двоих наблюдался мозаицизм (мутация присутствовала не во всех клетках организма). В итоге китайские исследователи выбрали в качестве донора макака А6. Затем 65 самкам подсадили 325 эмбрионов с пересаженными ядрами, 16 из них успешно забеременели, и в итоге ученые получили всего пять клонов с мутациями в BMAL1 в обеих аллелях и без мозаицизма.
Как отмечается в сообщениях, донор и клонированные обезьяны демонстрируют поведение, характерное для расстройств циркадного ритма: они меньше спят, более активны и подвижны ночью, у них нарушены суточные циклы концентрации гормонов в крови, повышена тревожность, возникают депрессивные состояния и «поведение, похожее на шизофрению».
Ведущий автор одной из статей Цян Сунь из Института нейронаук отмечает, что таким образом ученым удастся создать модельные организмы для изучения самых разных генетически обусловленных заболеваний, от болезней мозга до болезней обмена веществ, иммунной системы и рака. Идея экспериментаторов состоит в том, что, разрабатывая «дизайнерских» обезьян с нужными мутациями и клонируя их, можно будет в том числе существенно снизить количество лабораторных животных, необходимых для экспериментов. Авторы статей подчеркивают, что работы выполнялись в строгом соответствии с этическими нормами, принятыми в институте.
Ранее ученые из шотландского Рослинского института, где создали первое клонированное млекопитающее, овцу Долли, заявили, что планируют с помощью метода генетического редактирования CRISPR отредактировать геном курицы так, чтобы птица была неуязвима для гриппа. Первого цыпленка исследователи надеются получить уже в 2019 году.
Ольга Добровидова
И еще четырех видов опухолей
Британские и датские иммунологи обнаружили на цитотоксических T-лимфоцитах рецептор, узнающий одновременно три разных опухолевых антигена. Пациент, у которого были обнаружены эти Т-клетки, смог достичь полной ремиссии меланомы четвертой клинической стадии. Такое строение T-клеточных рецепторов не дает клеткам опухоли ускользнуть от противоопухолевого иммунитета. Похожие типы Т-клеточных рецепторов есть и у здоровых людей, но их роль в противоопухолевом иммунитете пока неясна. Исследование опубликовано в виде статьи в журнале Cell. Клеточная терапия онкологических заболеваний направлена на введение в организм Т-лимфоцитов, узнающих фрагменты белков опухоли, выставляемые клетками на поверхности белков главного комплекса гистосовместимости (HLA-антигенов). Она позволяет добиться ремиссии во многих случаях, при которых другие виды лечения неэффективны. Но врачи часто сталкиваются с ускользанием опухолевого клона от такого иммунитета. Иногда достаточно нескольких месяцев, чтобы опухолевые клетки перестали экспрессировать маркер, который должны были узнавать лимфоциты. Хотя большинство Т-лимфоцитов узнают один эпитоп, некоторая часть из многообразия Т-клеточных рецепторов, образующихся в процессе созревания Т-клеток, узнает не один, а сразу несколько антигенов. Такие клетки есть и у здоровых людей, и у пациентов с аутоиммунными болезнями. Рецепторы, нацеливающие иммунную систему сразу на несколько молекул-мишеней, могли бы повысить эффективность клеточной терапии. Ведь даже если с поверхности опухоли исчезнет один антиген, то иммунный ответ против второго сохранится, и лечение останется эффективным. Шаг в сторону использования этого принципа в терапии сделала группа онкологов и иммунологов из Великобритании и Дании под руководством Эндрю К. Сьюэлла (Andrew K.Sewell) из Университета Кардиффа. На протяжении последних 15 лет они занимаются клеточной терапией меланомы. В рамках клинических исследований врачи забирали у пациентов клетки крови, отбирали среди них Т-лимфоциты, тропные к меланоме, и после культивации in vitro вводили клетки обратно пациентам. В одном из исследований, проведенном в 2011-2014 годах, участвовал пациент с четвертой клинической стадией меланомы, у которого клеточная терапия позволила добиться десятилетней ремиссии болезни (обычно же медианная продолжительность жизни с момента постановки диагноза у таких пациентов не превышает года). Ученые решили детально исследовать, с какими особенностями Т-клеточного ответа это было связано. Как выяснили иммунологи, почти вся противоопухолевая активность лимфоцитов пациента была связана одним лимфоцитарным клоном (его обозначили MEL8), который реагировал in vitro не только на меланому, но и на клетки острого миелолейкоза, опухоли молочной, предстательной и поджелудочной железы от других пациентов с таким же типом HLA-антигена (гаплотип HLA A*02:01, наиболее распространенный в мире). Это было неожиданно, ведь рецепторы этих Т-клеток чувствительны к белку мелану A, специфичному для меланоцитов и происходящих от них опухолей (включая меланому). Авторы создали библиотеку из 936 миллиардов декапептидных последовательностей и оценили in silico сродство рецепторов MEL8 к олигопептидам, связанным с HLA A*02:01. Такой скрининг позволил отобрать 500 пептидов, представленных в протеоме человека. Три из них — участки белков мелана А, BST2 и IMP2 — имели сродство к Т-клеточному рецептору MEL8 in vitro и при этом экспрессировались меланомой. У всех трех декапептидных последовательностей нашлась гомология и на уровне аминокислотной последовательности, и на уровне третичной структуры, что было подтверждено рентгеноструктурным анализом. Т-клетки, у которых есть рецепторы, тропные одновременно к мелану А, IMP2 и BST2, были обнаружены у здоровых добровольцев и у одного пациента с хроническим лимфолейкозом, но их количество было невелико. Обнаруженный вид поливалентного рецептора можно использовать и для лечения других пациентов: исследователи секвенировали последовательность Т-клеточного рецептора и трансдуцировали этой последовательностью другие линии лимфоцитов в рамках своих экспериментов. Следовательно, есть предпосылки для создания эффективной клеточной терапии опухолей или противоопухолевой вакцины. Впрочем, пока невозможно говорить, насколько безопасной было бы такое лечение, ведь исследование британских и датских ученых основано лишь на единичных наблюдениях пациентов с опухолями. Кроме того, распознавание эпитопов Т-клеточным рецептором зависит от варианта HLA.антигена, имеющегося у данного конкретного человека, и распространенность полимодальных Т-клеточных рецепторов у носителей разных вариантов HLA может отличаться. Даже сильного иммунного ответа против клеток меланомы может оказаться недостаточно для победы над болезнью — на эффективность лечения могут влиять такие факторы, как уровень тестостерона.