Colin Lim et al. / Molecular Therapy, 2020
Американским генетикам удалось замедлить развитие бокового амиотрофического склероза у мышей с помощью генной терапии. Ученые использовали метод редактирования оснований CRISPR/Cas9 для снижения экспрессии мутантной супероксиддисмутазы-1, в результате чего удалось увеличить продолжительность жизни больных животных и ослабить симптомы поражения мышц. Статья опубликована в журнале Molecular Therapy.
Боковой амиотрофический склероз (БАС) — это нейродегенеративное заболевание, которое поражает моторные нейроны и приводит к параличу и мышечной атрофии. Современные лекарства лишь несколько замедляют ее и облегчают симптомы — заболевание неизлечимо.
Большая доля случаев БАС (около 20 процентов) связана с мутацией гена супероксиддисмутазы-1 (клеточного антиоксиданта). Механизм участия этого белка в патогенезе изучен плохо, однако исследования показывают, что экспрессия его мутантных форм в моторных нейронах приводит к развитию БАС. В связи с этим один из возможных подходов к лечению БАС — полное выключение испорченного гена с помощью генной терапии. В результате неправильный белок не появляется в затронутых терапией клетках, что приводит к улучшению их функционирования.
Один из способов внесения изменений в геном — редактирование единичных оснований с помощью CRISPR/Cas-9. В этой технологии белок Cas-9 заменяет одну из букв ДНК на другую, в результате чего ген «ломается». Однако применение этого метода ограничено тем, что вирус, который используется для доставки CRISPR в клетки, не справляется с переноской таких больших частиц.
Авторы работы под руководством Колина Лима (Colin Lim) из Иллинойского Университета внедрили редактор оснований в человеческие клетки, разрезав его на две части, так что одна вирусная частица переносила только половину молекулы. Белок заменил одно основание в начале гена супероксиддисмутазы-1 и превратил его в стоп-кодон, последовательность, которая обозначает конец транскрипции. При экспрессии такого гена вместо целой РНК формируется только её короткий отрезок, который не кодирует функционирующий белок. В результате в клетках, в которые был введен редактор, образование супероксиддисмутазы-1 снизилось на 65 процентов.
Ген супероксиддисмутазы-1 человека и место посадки редактора оснований (заменяемое основание обозначено стрелкой)
Colin Lim et al. / Molecular Therapy, 2020
Затем исследователи ввели полученный вирус под оболочку спинного мозга мышей — это популярный модельный организм для изучения БАС. Инъекция проводилась, когда животным было по 8 недель, за 6 недель до среднего возраста начала развития болезни. Далее каждую неделю мышей взвешивали и тестировали их моторные навыки. Терапия привела к снижению мышечной атрофии и улучшению работы нервно-мышечного аппарата (p < 0,05), а также к уменьшению потери веса на 43 процентов. В итоге продолжительность жизни животных после начала заболевания увеличилась на 39 процентов, а длительность поздней стадии БАС повысилась на 85 процентов.
Продолжительность жизни (D), длительность болезни (E), моторные функции (F) и вес (G) мышей, которым вводили редактор оснований (синий) по сравнению с контрольными животными (серый)
Colin Lim et al. / Molecular Therapy, 2020
Недостаток редактирования оснований заключается в том, что кроме мутантного гена он может затрагивать и здоровые копии, поэтому ученые будут пытаться создать версию, которая будет направлена только на испорченные участки. Также работать необходимо над стратегией, которая позволит доставлять вещество по всему организму, а не точечно, как в опубликованной работе. В итоге, до применения метода в клинике еще далеко, однако это исследование может быть первым шагом в разработке новой терапии БАС
Подробнее про метод редактирования оснований можно прочитать здесь. А в этой статье описан способ лечения БАС другого типа. Здесь также работает система CRISPR/Cas9 — она разрезает микросателлитную РНК, накопление которой приводит к развитию заболевания.
Алиса Бахарева
Оценили 4 человека
7 кармы