Прошло всего семь лет с тех пор, как ученые впервые узнали, как точно и надежно сбалансировать геном человека, используя инструмент под названием CRISPR, позволяющий думать о том, чтобы избавиться от вызывающих болезнь мутаций и фактически излечить, раз и навсегда, генетические заболевания, начиная от серпа. клеточной анемией, для некоторых видов рака и даже слепоты.
Врачи уходят вперед в поисках путей использования относительно новой технологии, чтобы начать лечение пациентов. В ноябре прошлого года в Китае ученый Цзянькуй ошеломил и встревожил генетическое сообщество, объявив, что он уже использовал CRISPR, который, как многие считают, до сих пор не доказан ни безопасным, ни эффективным для пациентов, чтобы навсегда изменить геномы девочек-близнецов. быть невосприимчивым к ВИЧ-инфекции. Его эксперимент подвергся критике за то, что он редактировал клетки близнецов, когда они были эмбрионами, поэтому он гарантировал, что все их клетки теперь изменены, включая их репродуктивные, что означает, что их отредактированные геномы могут быть переданы их детям. Вот из-за этого эксперты не могут быть уверены, каковы могут быть долгосрочные последствия таких длительных изменений.
Editas Medicine и Allergan недавно объявили о более приемлемой форме редактирования генов, которая изменила бы генетические дефекты в клетках, которые не будут переданы следующему поколению. Они регистрируют пациентов, родившихся с врожденным заболеванием зрения, что станет первым в США тестом на то, может ли CRISPR зафиксировать мутацию в клетках живого человеческого организма. Другие текущие испытания, в том числе одно из партнерских исследований Vertex Pharmaceuticals и CRISPR Therapeutics, которое занимается лечением заболеваний крови, основаны на лечении клеток пациентов вне их тела и их введении обратно в организм, где, теоретически, они будут превосходить численность пораженных клеток.
В исследовании Editas CRISPR будет введен непосредственно в глаз, где он восстановит генетические мутации в клетках зрения пациентов и, возможно, излечит их от их болезни. Болезнь, названная Leber врожденный амавроз 10 (LCA10), вызвана единственной мутацией в гене CEP290, которая имеет решающее значение для построения внешней части фоторецепторных клеток, которые воспринимают и преобразуют свет в сигналы, которые проходят через зрительный нерв и в Мозг, где они интерпретируются как зрение. Мутация не позволяет фоторецепторам воспринимать свет, что способствует снижению зрения или слепоте.
Тот факт, что LCA10 является заболеванием с одним геном, делает его идеальной мишенью для ранней терапии CRISPR. Ученые могут сконструировать CRISPR, который будет действовать как молекулярные ножницы, чтобы обрезать ДНК клетки в определенных, заранее определенных местах - в данном случае вокруг аберрантного гена CEP290 - и удалять ее. Без мутации нормальный белок может быть получен, и клетки фоторецептора могут функционировать как они должны.
«Мы идем и исключаем мутацию», - говорит Чарльз Олбрайт, главный научный сотрудник Editas. «Надеюсь, это восстановит белок до нормального уровня и позволит пациентам снова увидеть свет, и это может излечить заболевание зрения».
Ученые согласны с тем, что CRISPR имеет большие надежды, предоставляя исследователям беспрецедентную возможность выявлять аномальные участки ДНК, но все еще существуют серьезные вопросы о том, насколько безопасным и эффективным будет редактирование гена CRISPR после его появления в организме человека. CRISPR работает достаточно хорошо в лаборатории, в блюде из человеческих клеток, но, как и с любой технологией, существуют глюки. Некоторые исследования показали, что время от времени редактирование генов происходит неправильно, объединяя неправильные места в геноме. Тогда возникает еще более важный вопрос о том, какие долгосрочные, непредвиденные последствия могут оказать искусственные правки человеческого генома.
Но если редактирование гена CRISPR сработает, это будет единовременное исправление генетического нарушения, которое в настоящее время вообще не поддается лечению. «Это очень крутая идея, и она обладает огромным потенциалом», - говорит доктор Стивен Шварц, профессор офтальмологии Калифорнийского университета в институте глаз им. Генетическое редактирование, по существу, устранит генетическую мутацию, с которой эти люди родились, и в зависимости от того, насколько рано проводится лечение, может не только восстановить, но и сохранить свое зрение. Некоторые дети с этим заболеванием рождаются с ограниченным зрением и в конечном итоге ослепнут, поэтому Эдитас и Аллерган планируют включить в исследование детей в возрасте до трех лет, если первые дозы окажутся безопасными.
Надеемся, что исследование ответит на многие вопросы, которые могут иметь решающее значение для будущего лечения на основе CRISPR. Изучение техники у пациентов даст врачам более четкие ответы о дозировке терапии, а также о возможных побочных эффектах. Олбрайт говорит, что лечение будет проводиться во время амбулаторной операции, при которой хирург будет вводить механизм редактирования молекулярных генов под сетчаткой. Механизм CRISPR будет заключен в деактивированный аденовирус, созданный специально для доставки полезной нагрузки сплайсинга к фоторецепторным клеткам. По словам Олбрайт, даже если они выгружают CRISPR в другие клетки, это не является биологически опасным, поскольку ген кодируется только в фоторецепторных клетках.
Чтобы отследить, выполнил ли CRISPR свою работу, исследовательская группа оценит зрение пациентов с помощью специального теста, предназначенного для людей со слабым зрением, и запишет видео пациентов, работающих через лабиринт, в которых они должны избегать препятствий и прислушиваться к инструкциям. такие как знаки остановки. Ученые также планируют использовать визуализацию, чтобы попытаться отследить, действительно ли клетки фоторецепторов были восстановлены.