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.

Рисунок ДНК
Конечно, для применения такого способа лечения в медицинской практике нужно еще множество дополнительных исследований и клинических испытаний.
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.

Тирозин
Тирозин (α-амино-β-(п-гидроксифенил)пропионовая кислота) – это ароматическая альфа-аминокислота. Участвует в биосинтезе тироксина, норадреналина, адреналина, меланинов, многих белков у растений и животных.
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.

Подопытная мышь
Печень подопытных мышей после лечения стала примерно на 60% состоят из гепатоцитов с нормальной версией FAH. Кроме этого, они показывали лучшие результаты анализов, чем их сородичи, которые просто принимали лекарства от болезни после рождения
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 книгипостерымагнитыкалендари с авиацией, кораблями, танками.

 


Понравилась статья? Не забудьте поделиться ею: