Crispr больше не модное слово. Согласно недавней статье в The Guardian, он стал «молекулярными ножницами», которые позволят ученым переписать наши гены или, как часто говорят, «переписать книгу жизни». Он также несет в себе множество этических вопросов, которые необходимо решить.

Конечно, создание дизайнерских младенцев всегда будет привлекать заголовки, но CRISPR (четкость) не в этом. Речь идет о редактировании генов. Речь идет об исследованиях, которые проводятся для оценки лечения многих различных заболеваний.

В список входят такие сложные заболевания, как рак или серповидно-клеточная анемия. CRISPR обещает лечить болезни, возникшие в результате генетических мутаций. К ним относятся мышечная дистрофия, а также врожденная слепота.

О Редактировании Генов

В 2020 году присуждение Нобелевской премии биохимику и микробиологу Дженнифер Дудна вызвало большой ажиотаж в медицинском сообществе.

Команда разработала CRISPR-Cas9, метод редактирования генов. На момент написания этой статьи препараты Crispr уже проходят испытания на людях. Доктор Дудна, профессор химии и молекулярной и клеточной биологии факультета химии и химической инженерии Калифорнийского университета, сказала, что она была впечатлена скоростью, с которой продвигались исследования Crispr.

Диабет, сердечные заболевания и болезнь Альцгеймера имеют одну общую черту. Расстройства частично вызваны генами. Люди уязвимы, когда наследуют неправильный модифицированный (вариантный) ген.

Рождение Генного Редактирования

Ученые пытались редактировать гены с 1970 года с целью лечения пациентов с помощью генной терапии. Однако генетический компонент был сложным, потому что в него вовлечено очень много генов.

Например, необходимо идентифицировать один ген из 21 000 генов в ДНК каждой клетки. Требуются точные инструменты, чтобы найти ген, отрезать ДНК в точном месте и, наконец, заменить ошибочный ген новым или, возможно, частью гена.

Но есть определенные заболевания, например кистозный фиброз, который может быть вызван неисправностью только одного или даже нескольких генов. Муковисцидоз — отличный пример заболевания, которое можно вылечить с помощью редактирования генов. Это требует замены неисправных генов нормальными, здоровыми вариантами.

Хотя биологи годами редактируют гены, редактирование не было точным и, следовательно, небезопасным для клинического использования.

Если в процессе редактирования изменяются другие гены, последствия могут быть достаточно серьезными, и могут вызвать рак.

Влияние CRISPR-Cas9 на Редактирование Генов

В методе редактирования генов Crispr используется Cas9, молекула фермента, которая изначально была обнаружена в бактериях. Его можно запрограммировать на обнаружение цели. Crispr несет РНК, генетический материал, похожий на ДНК, который несет последовательность (генетическую информацию) в целевом месте.

Обратите внимание, что «последовательность» дает ученому генетическую информацию, которая находится в определенном сегменте ДНК.

Как только фермент обнаруживает последовательность ДНК и она совпадает с цепью РНК, он разрезает двойную спираль ДНК пополам. Затем другие ферменты могут вставить дополнительный кусок ДНК (здоровую последовательность) в разрыв.

Профессор Дудна объяснил, что смысл в том, чтобы начать свои усилия с работы с одним геном в ткани или клетке, которые могут быть легкой мишенью. Исследователи намерены уделять приоритетное внимание заболеваниям, для которых нет текущих методов лечения. К этому заголовку относится серповидно-клеточная анемия.

Первое Лечение CRISPR-Cas9

Год назад пациентка с серповидноклеточной анемией Виктория Грей из Миссисипи лечилась в больнице в Теннесси с помощью экспериментальной терапии Crispr, разработанной исследователями в больнице.

Стволовые клетки из ее костного мозга были удалены, модифицированы и перелиты обратно в ее тело.

На сегодняшний день Виктория не испытывает своих обычных симптомов, таких как поездки в больницу для переливания крови или даже боли, которую она терпела столько лет.

Виктория в настоящее время участвует в новых испытаниях Crispr в Бостоне для лечения бета-талассемии и серповидно-клеточной анемии. Испытания проводятся компанией Vertex Pharmaceuticals в партнерстве с Crispr Therapeutics.

О Проблемах Доставки Crispr

Биоинженер из Беркли Нирен Мурти объяснил, что Crispr легко попасть в кровоток при лечении лейкемии. Однако при работе с другими тканями размер становится большим недостатком. Препарат должен преодолевать барьер, отделяющий кровоток от клеток ткани.

Очевидным решением проблемы транспортировки является размещение активных ингредиентов в небольшом транспортном средстве (переносчике), таком как безвредный вирус. Фактически, это процесс, используемый для доставки активных ингредиентов вакцин против Covid.

Но опять же, размер компонентов системы CRISPR все еще слишком велик, чтобы проникнуть через мембраны и попасть в ткани.

Лечение Детской Слепоты

Компании Editas и Allergan проводят исследование Crispr для лечения наследственного типа детской слепоты, который называется LCA10. Лечение проводится путем инъекции Crispr, который переносится вирусом в глаз.

Исследователи считают, что уникальные характеристики глаза могут предотвратить наиболее распространенные побочные эффекты.

Профессор Мурти в настоящее время исследует препарат Crispr для лечения тяжелой формы мышечной дистрофии Дюшенна (МДД). Мутации в гене, продуцирующем дистрофин, вызывают МДД. Симптомы МДД — потеря мышечных волокон, в конечном итоге приводящая к смерти.

Учитывая, что ткань мозга редактировать легче, чем мышцы, профессор Мурти считает, что терапия Crispr будет широко использоваться при неврологических генетических заболеваниях.

Профессор Мурти признает, что для того, чтобы терапия Crispr получила широкое клиническое применение, может потребоваться от пяти до десяти лет.

Профессор Дудна, с другой стороны, выразил удивление по поводу скорости, с которой Crispr был принят учеными всего мира.