За открытие этого метода была вручена Нобелевская премия 2020 года. Насколько продвинулись созданные на ее основе лекарства
CRISPR геномный редактор - мощный инструмент, который дает человечеству большую надежду на победу в борьбе с многими болезнями.
Разработчики этой технологии Эмманюэль Шарпантье и Дженнифер Даудна были удостоены Нобелевской премии в 2020 году.
Это великое достижение в медицине, которое имеет огромный потенциал для лечения и профилактики различных заболеваний.
Однако, вопрос о том, когда мы сможем лечить тяжелые заболевания с помощью CRISPR остается открытым.
Система защиты микробов от вирусов стала ответом на вопрос, который долгое время беспокоил ученых.
В отличие от людей, микробы не обладают сложной иммунной системой, опирающейся на множество генов и процессов в организме.
Вместо этого у них есть система CRISPR, которая может расщеплять на фрагменты ДНК вируса. Затем эти фрагменты встраиваются в геном микроба в качестве элементов распознавания.
Если такой же вирус попытается заразить микроб, система CRISPR его распознает и уничтожает, разрезая на фрагменты с помощью фермента CAS9.
В 2012 году Эмманюэль Шарпантье и Дженнифер Даудна нашли способ применения системы CRISPR для редактирования генов и разработали метод получения такой искусственной системы для полезного применения.
В честь 10-летия этого открытия важно рассмотреть, какие достижения уже были сделаны с помощью системы CRISPR и какие возможности открываются перед наукой в будущем.
Болезни, связанные с дегенеративными изменениями сетчатки глаз, являются наследственными заболеваниями, которые могут привести к частичной или полной слепоте в раннем детстве.
Одним из таких заболеваний является врожденный амавроз Лебера (LCA), который, по различным оценкам, вызывается мутациями в 19 генах.
В 2020 году компания Editas провела клинические испытания, в которых использовали препарат EDIT-101, созданный на основе системы CRISPR, для лечения LCA.
Ранее попытки лечения этого заболевания заключались только в корректировке одного небольшого гена, что не давало должного результата.
Однако внесение изменений в более крупный белок при помощи препарата EDIT-101 привело к значительному улучшению зрения у 5 пациентов с LCA.
Таким образом, при помощи CRISPR удалось корректировать мутацию в гене СЕР290 и показать эффективность лечения LCA.
Серповидноклеточная анемия – генетическое заболевание, связанное с дефектом гемоглобина, белка, необходимого для переноса кислорода в организме.
Мутации гена, наследуемые от обоих родителей, приводят к неэффективной транспортировке кислорода, что вызывает различные проблемы у пациентов.
В журнале The New England Journal of Medicine 2020 года была опубликована статья об эксперименте, в котором ученые извлекали стволовые клетки из тел больных и, используя технологию CRISPR, блокировали ген BCL11A, который ограничивает производство гемоглобина.
Этот метод быстро улучшил состояние детей-больных. Однако его применение связано с высокими затратами и серьезными побочными эффектами.
Чтобы сделать лечение более доступным, необходимо дальнейшее улучшение методики. Это особенно важно для жителей бедных стран, которые страдают от этого заболевания чаще всего.
Согласно прогнозам, в первом квартале 2023 года будет сертифицировано два новых препарата на основе технологии CRISPR, разработанных для лечения гематологических заболеваний.
После получения одобрения от FDA, ожидается, что и другие регуляторы также вынесут положительное решение.
Семейный амилоидоз - это серьезное наследственное заболевание, которое вызывает заболевания нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной системы. Обычно белок TTR синтезируется в печени, распадается и собирается обратно.
Но при заболевании он не собирается должным образом, откладываясь в тканях и вызывая проблемы. Лекарства помогают только временно и не могут удалить отложения.
Разработчикам лечения нужно решить две задачи - остановить синтез патологического белка и удалить уже существующие отложения.
В настоящее время доступен препарат, но он требует введения через капельницу каждые три недели, сопровождается побочными эффектами и риском ошибочной дозировки.
Компании Intellia и Regeneron сотрудничают над разработкой нового препарата NTLA-2001, основанного на технологии CRISPR.
Этот препарат снижает синтез патологической формы TTR на 90%, а его введение раз в 3-6 месяцев может достичь желаемого эффекта.
Это хорошая новость для тех, кто страдает семейным амилоидозом - заболевание, от которого страдает около полумиллиона человек.
Исследователи полагают, что новое лекарство будет дешевле существующего, что поможет снизить нагрузку на систему здравоохранения.
Повышенный холестерин. Избыточный уровень вредного холестерина LDL может привести к образованию атеросклеротических бляшек в сосудах, повышению артериального давления и, в конечном итоге, к серьезным осложнениям, таким как стенокардия, инфаркт миокарда и инсульт.
В настоящее время пациенты профилактически принимают препараты, которые уменьшают уровень холестерина в печени.
Компания Verve создала инновационное средство, которое может освободить миллионы людей от ежедневного приема этих препаратов.
Они использовали усовершенствованный метод CRISPR 2.0, который не удаляет ген из хромосомы, а заменяет "неправильный" нуклеотид в геноме.
В результате тестирования нового препарата на одном из пациентов, уровень холестерина в крови снизился на 65%, что является значительным прорывом в лечении атеросклероза.
Онкологические болезни. Рак – это одна из наиболее распространенных причин смерти в мире, и исследования в этой области продолжаются уже многие десятилетия.
Но настоящий прорыв мог быть достигнут с использованием CRISPR в борьбе с раком.
Ученые из Калифорнийского университета UCLA опубликовали статью в журнале The Nature в ноябре 2022 года, где описали использование искусственного интеллекта для выявления мутаций в опухолевых клетках и определения, какие мутации могут активировать Т-лимфоциты, ответственные за уничтожение патогенов, включая раковые клетки.
Исследователи использовали CRISPR для модификации рецепторов Т-лимфоцитов, чтобы они могли распознавать и атаковать злокачественные клетки. Затем они вводили измененные Т-лимфоциты в кровь испытуемых.
У 5 испытуемых лимфоциты сконцентрировались вокруг опухоли, что препятствовало ее росту, хотя размер опухоли не уменьшился.
Ученые считают, что дальнейшие исследования позволят повысить эффективность метода и сделать его более доступным в лечении рака.
Этические вопросы, связанные с применением метода CRISPR Новейшие методы генной инженерии вызывают ряд этических вопросов. В январе ученые из университета МакГилл в Канаде использовали метод CRISPR для изменения цвета ящериц, изменяя ген tfec.
Это научное достижение не связано с лечением заболеваний человека, но все же является значимым прорывом. Многие ученые считают, что CRISPR может быть полезным в сельском хозяйстве, где он может помочь создать устойчивые к изменению климата культуры, производящие большие урожаи.
Однако возникают опасения относительно создания "идеального" человека, свободного от болезней и с низкой смертностью, что может привести к перенаселению нашей планеты. Люди пока не могут представить масштабы возможных изменений.
Неоспоримо, CRISPR может помочь излечить и другие болезни, но по мере развития технологии ожидается, что регулирование применения этого метода станет более жестким. Уже сегодня в ряде стран законы начинают регулировать использование этой технологии.
Этическая проблема генной инженерии. В 2018 году китайский ученый Хэ Дзянкуй породил бурю в научном сообществе, выложив на YouTube видео о рождении первых генетически модифицированных близнецов - Лулу и Нана.
Их геном был изменен с помощью CRISPR, технологии, позволяющей удалить и заменить части ДНК.
Хэ убрал из половых клеток их родителей ген CCR5, который приводит к развитию СПИДа. Таким образом, близнецы приобрели врожденный иммунитет к ВИЧ.
Однако, это вызвало много эмоций среди ученых и общества в целом. Некоторые осуждают этот эксперимент, а другие видят в нем потенциал для улучшения будущего человечества.
Создание улучшенных версий детей - это лишь одна из этических дилемм, которая стоит перед научным миром.
Одна из самых больших опасностей представляют биохакеры - люди, которые могут использовать генную инженерию в нарушение этических кодексов и создать угрозу биологической войны.
Биохимик Джо Зайнер стал одним из таких биохакеров, пытаясь увеличить свою мышечную силу путем введения средств CRISPR в свой геном. Однако, эксперимент не удался, и он впоследствии выразил сожаление о своем решении.
Недавнее исследование, спонсируемое Национальными институтами здравоохранения США и опубликованное в научном журнале Science, показало, что 41% из 4000 опрошенных людей не видят никаких моральных проблем в использовании генной инженерии для улучшения здоровья детей или придания им определенных качеств.
Кроме того, 28% готовы дать свое согласие на генетические модификации своих детей для приобретения способностей, позволяющих поступить в один из лучших колледжей США.
Благодарим, что дочитали нашу статью до конца. Очень надеемся, что она была полезна Вам.
Все подписчики нашего канала (подписаться) имеют право на получение помощи на оплату лечения и диагностики в Израиле. С перечнем льгот, Вы можете ознакомиться по этой ссылке