Набирающий популярность метод молекулярно-генетического редактирования CRISPR основан на системе защиты против вирусов, которую используют бактерии и археи. Один из ключевых компонентов последней — белок Cas9, который с помощью служебных РНК может вырезать специфический кусок из ДНК (у бактерий и архей он атакует вирусную ДНК, не трогая ДНК клетки). Модифицируя этот фермент и РНК, которые ведут его к месту работы, можно с высокой точностью отредактировать нужный ген: Cas9 придёт именно туда, куда нужно, и вырежет именно то, что нужно.

Не так давно мы сообщали о своеобразном достижении китайских учёных, которым удалось получить обезьян с отредактированным геномом. Редактирование проводилось как раз с помощью системы CRISPR/Cas9, а сам опыт ставили с зародышами. Хотя эффективность метода оказалась невелика, учёным удалось доказать принципиальную осуществимость подобных манипуляций.


Клетки печени млекопитающих (фото Carolina Biological).

Однако при упоминании таких вот операций с ДНК в первую очередь в голову приходят генетические заболевания: в перспективе с помощью генетико-инженерных методов мы должны научиться целенаправленно избавляться от плохих мутаций в своей ДНК и делать это не на стадии зародыша, а уже во взрослом организме. Именно такая операция удалась исследователям из Массачусетского технологического института (США). Правда, не на человеке и даже не на обезьянах, а на мышах.

Дэниэл Андерсон (Daniel G. Anderson) и его коллеги работали с животными, страдающими от тирозинемии. Эта болезнь вызывается мутацией в гене фермента фумарилацетоацетатгидроксилазы (FAH): из-за мутации перестаёт расщепляться аминокислота тирозин, и возникающие неполадки в метаболизме приводят к повреждениям печени, а также почек и нервов. У людей тирозинемия встречается с вероятностью 1 к 100 000, и смягчить её симптомы можно лишь уменьшением содержания тирозина в организме.

Мышей же удалось полностью вылечить от болезни. Животным вводили специально сконструированные молекулы РНК, которые отправляли фермент Cas9 к нужному гену, а также 199-нуклеотидный отрезок ДНК со «здоровой» последовательностью гена FAH. Как пишут авторы работы в Nature Biotechnology, замена была сделана в каждом из 250 гепатоцитов, и благодаря делению последних за месяц треть клеток печени удалось заменить на здоровые, в которых мутации в FAH не было.

И этого оказалось достаточно, чтобы оставить мышей без обычных поддерживающих лекарств: животные не гибли, хотя уровень тирозина у них искусственно никто не занижал.

Понятно, что этот метод далёк от совершенства, что, если говорить о клинических испытаниях, тут нужно продумать более эффективные и удобные способы доставки генетико-хириругических молекул в организм. Однако в данном случае важно то, что технология работает именно во взрослом организме, а не в зародыше, и в перспективе так можно будет лечить самые разные болезни, от гемофилии до синдрома Хантингтона.

Подготовлено по материалам MIT News. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.