Молекулярные биологи впервые успешно применили геномный редактор CRISPR/Cas9 для «починки» ДНК в стволовых клетках людей, страдающих от серповидноклеточной анемии, что дает надежду на скорое излечение этой генетической болезни.
Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Science Translational Medicine, передает РИА Новости.
«Нас будоражат перспективы применения этой технологии. Еще предстоит многое сделать, прежде чем подобная терапия будет доступна в клиниках, но мы надеемся, что наша работа проложит дорогу для создания новых видов лечения для больных с серповидноклеточной анемией», — заявил Джейкоб Корн (Jacob Corn) из университета Калифорнии в Беркли (США).
Геномный редактор CRISPR/Cas9, названный главным научным прорывом 2015 года, был создан американским ученым Фэнем Чжаном (Feng Zhang) и рядом других молекулярных биологов примерно три года назад, и с тех пор он пережил несколько модернизаций, которые позволяют ученым использовать его для редактирования генома со стопроцентной точностью.
Сегодня ученые всерьез рассматривают применение данной технологии для лечения врожденных или генетически обусловленных болезней – к примеру, дистрофии мускулов, патологий сетчатки глаза, первые опыты по лечению которых уже были проведены, а также для очистки генома от ВИЧ и других ретровирусов.
Корн и его коллеги добавили к числу подобных болезней и серповидноклеточную анемию – тяжелую болезнь крови, возникающую в результате мутации в одном из генов, отвечающих за синтез гемоглобина. В результате одной опечатки в гене HBB молекулы гемоглобина в красных кровяных тельцах деформируются, растягивая их в своеобразные «полумесяцы», и теряют способность нормально переносить кислород.
Подобные изменения ведут к массе неприятных последствий – организм постоянно испытывает кислородный голод, сами кровяные клетки быстро разрушаются, что перегружает костный мозг и селезенку, а сам человек постоянно испытывает боли, усталость и страдает от воспалений и артрита.
Авторы статьи предположили, что часть негативных последствий анемии можно нейтрализовать, удалив поврежденную версию гена HBB в стволовых клетках костного мозга, отвечающих за производство эритроцитов, и заменить ее нормальной копией этого участка ДНК.
Используя CRISPR/Cas9 и новую «сверхточную» версию белка Cas9, открытую Чжаном в прошлом году, ученые попытались осуществить эту генетическую «операцию», используя кроветворные стволовые клетки, извлеченные из крови нескольких добровольцев, страдавших от серповидноклеточной анемии.
Отработав технологию на стволовых клетках здоровых людей, в ДНК которых они вставляли «неправильную» версию гена HBB, биологам удалось успешно отредактировать геномы изначально 6-11% кроветворных стволовых клеток, а общее число «исправленных» клеток в конечном итоге, после их превращения в эритроциты, составило 66-72%.
По словам ученых, побочные эффекты от этого редактирования или отсутствовали, или же были исчезающе малыми. Даже этого количества клеток, как объясняют ученые, хватит для подавления большинства негативных эффектов анемии, так как серповидные эритроциты крайне плохо справляются со своими задачами.
Эти культуры клеток ученые пересадили в костный мозг мышей для проверки их жизнеспособности. Эксперименты показали, что клетки прижились и производили эритроциты как минимум на протяжении 16 недель наблюдений, что говорит о клинической применимости этой технологии. Как надеются Корн и его коллеги, эта технология может перейти в клиническую практику в ближайшие пять лет.
