Ученые из Пенсильванского университета провели замечательное экспериментальное исследование, основанное на разработанной до этого научной теории. Совместно с врачами Детской больницы в Филадельфии они впервые применили внутриутробную технологию генного редактирования CRISPR на мышах. Ими была поставлена цель – предотвратить рождение грызунов со смертельным метаболическим расстройством, и метод пренатального вмешательства полностью себя оправдал.
Фото: img.newatlas.com
Первоначальное исследование было сосредоточено на мышах, геномодифицированных с наследственным тирозинозом типа 1 (HT1). Это – смертельное заболевание печени, встречающееся и у людей. Тирозиноз вызван дефектом в гене фумарилацетоацетат гидролазы (FAH), ответственным за синтез одного из ферментов вовлеченных в деградацию тирозина. Патология провоцирует гепатомегалию, рахитоподобные изменения в костях, поражение почек, геморрагический синдром и нарушения функций ЦНС.
Фото: upload.wikimedia.org
В 2015 году американский ученый Фэн Чжан создал геномный редактор CRISPR/Cas9, который назвали важнейшим научным прорывом года. Сегодня после нескольких модернизаций он позволяет биологам добиваться стопроцентной точности редактирования генома. Стоит отметить, что принцип, положенный в основу CRISPR/Cas9, не новый и давно существовал в природе. Уже сотни миллионов лет назад бактерии защищаются от ретровирусов с помощью такой системы. Первый ее компонент – "библиотека" образцов генетического кода вирусов (CRISPR). А второй – фермент Cas9, ищущий в ДНК бактерии подобные последовательности и при необходимости удаляющий их.
В 2017 голу учеными был преодолен важный барьер. При помощи CRISPR/Cas9 были впервые проведены эксперименты на человеческих зародышах. Генетики "отключили " один из критически важных генов и проследили, какие функции он выполняет и как может повлиять на развитие бесплодия. Все это открыло возможность для дальнейшего движения в направлении пренатального лечения, отмечает Уильям Перенто, руководивший командой ученых в Пенсильванском университете.
Итак, ученые решили удалить вредоносную мутацию в гене FAH в эмбрионах грызунов. Но кроме упомянутого CRISPR/Cas9, в исследовании также использовался новейший тип редактирования генов – более точный, но неизбирательный фермент BE3. Он превращает один тип "букв" ДНК в другой. Биологи применили первый геномный редактор как "путеводитель", помогающий белку найти "опечатки" внутри FAH, а потом точечно исправили их ферментом ВЕЗ. Что важно, таким образом, не добавилось новых мутаций, которые появляются обычно при разрезании ДНК первоначальной версией CRISPR/Cas9.
В этом конкретном эксперименте плод лечился не в утробе. Чтобы обеспечить точную доставку генного редактора в печень, эмбрион аккуратно удаляли из беременной мыши, а потом имплантировали обратно в матку матери после лечения.
Результаты оказались больше, чем положительными. Все подопытные грызуны родились без осложнений, не демонстрируя каких-либо последствий генного вмешательства. Редактирование ДНК эффективно улучшило функцию печени и увеличило продолжительность жизни животного.
Фото: vladtime.ru
"Наша главная цель – применить подход, используемый в этих экспериментах, для лечения тяжелых заболеваний, которые можно диагностировать на ранних стадиях беременности", – поясняет Уильям Перенто. Ученый надеется, что им удастся доработать стратегию, чтобы пренатально редактировать врожденные мутации, приводящие к болезным, которые либо не имеют эффективного лечения, либо приводят к тяжелым осложнениям или летальному исходу у новорожденных.
Конечно, клиническое применение таких методов для лечения людей станет возможным совсем нескоро. Во-первых, имеются этические и нормативные барьеры для подобного рода процедур. Во-вторых, пренатальное редактирование генов у людей требует гораздо большего изучения и уточнения множества моментов. Однако в любом случае – это однозначный прорыв, являющийся важным шагом вперед в поиске лечения для огромного числа наследственных заболеваний. Как отмечают биологи, такой вид внутриутробного вмешательства может эффективно исправить ряд моногенетических расстройств, вызванных одиночными ошибками или мутациями только в одном гене.
Напоминаем Вам, что в нашем журнале "Наука и техника" Вы найдете много интересных оригинальных статей о развитии авиации, кораблестроения, бронетехники, средств связи, космонавтики, точных, естественных и социальных наук. На сайте Вы можете приобрести электронную версию журнала за символические 60 р/15 грн.
В нашем интернет-магазине Вы найдете также книги, постеры, магниты, календари с авиацией, кораблями, танками.
