CRISPR замедлил развитие бокового амиотрофического склероза

Американским генетикам удалось замедлить развитие бокового амиотрофического склероза у мышей с помощью генной терапии. Ученые использовали метод редактирования оснований CRISPR/Cas9 для снижения экспрессии мутантной супероксиддисмутазы-1, в результате чего удалось увеличить продолжительность жизни больных животных и ослабить симптомы поражения мышц. Статья опубликована в журнале Molecular Therapy.
Боковой амиотрофический склероз (БАС) — это нейродегенеративное заболевание, которое поражает моторные нейроны и приводит к параличу и мышечной атрофии. Современные лекарства лишь несколько замедляют ее и облегчают симптомы — заболевание неизлечимо.
Большая доля случаев БАС (около 20 процентов) связана с мутацией гена супероксиддисмутазы-1 (клеточного антиоксиданта). Механизм участия этого белка в патогенезе изучен плохо, однако исследования показывают, что экспрессия его мутантных форм в моторных нейронах приводит к развитию БАС. В связи с этим один из возможных подходов к лечению БАС — полное выключение испорченного гена с помощью генной терапии. В результате неправильный белок не появляется в затронутых терапией клетках, что приводит к улучшению их функционирования.
Один из способов внесения изменений в геном — редактирование единичных оснований с помощью CRISPR/Cas-9. В этой технологии белок Cas-9 заменяет одну из букв ДНК на другую, в результате чего ген «ломается». Однако применение этого метода ограничено тем, что вирус, который используется для доставки CRISPR в клетки, не справляется с переноской таких больших частиц.

Авторы работы под руководством Колина Лима (Colin Lim) из Иллинойского Университета внедрили редактор оснований в человеческие клетки, разрезав его на две части, так что одна вирусная частица переносила только половину молекулы. Белок заменил одно основание в начале гена супероксиддисмутазы-1 и превратил его в стоп-кодон, последовательность, которая обозначает конец транскрипции. При экспрессии такого гена вместо целой РНК формируется только её короткий отрезок, который не кодирует функционирующий белок. В результате в клетках, в которые был введен редактор, образование супероксиддисмутазы-1 снизилось на 65 процентов.

Затем исследователи ввели полученный вирус под оболочку спинного мозга мышей — это популярный модельный организм для изучения БАС. Инъекция проводилась, когда животным было по 8 недель, за 6 недель до среднего возраста начала развития болезни. Далее каждую неделю мышей взвешивали и тестировали их моторные навыки. Терапия привела к снижению мышечной атрофии и улучшению работы нервно-мышечного аппарата (p < 0,05), а также к уменьшению потери веса на 43 процентов. В итоге продолжительность жизни животных после начала заболевания увеличилась на 39 процентов, а длительность поздней стадии БАС повысилась на 85 процентов.

Исследованный способ позволяет начинать терапию БАС уже после появления первых симптомов, тогда как многие другие разработки направлены на то, чтобы предотвратить или отсрочить начало болезни. Однако зачастую диагностировать БАС до его проявления не получается, поэтому необходима разработка методов лечения уже развившегося заболевания.

Недостаток редактирования оснований заключается в том, что кроме мутантного гена он может затрагивать и здоровые копии, поэтому ученые будут пытаться создать версию, которая будет направлена только на испорченные участки. Также работать необходимо над стратегией, которая позволит доставлять вещество по всему организму, а не точечно, как в опубликованной работе. В итоге, до применения метода в клинике еще далеко, однако это исследование может быть первым шагом в разработке новой терапии БАС

Подробнее про метод редактирования оснований можно прочитать здесь. А в этой статье описан способ лечения БАС другого типа. Здесь также работает система CRISPR/Cas9 — она разрезает микросателлитную РНК, накопление которой приводит к развитию заболевания.

Алиса Бахарева