Новости науки на портале «Научная Россия»

Наследственную болезнь у мышей вылечили с помощью вирусного «копипаста»

Наследственную болезнь у мышей вылечили с помощью вирусного «копипаста»
Впервые наследственное заболевание у животного вылечили, скорректировав мутацию в геноме с помощью компонентов, доставленных вирусным вектором.

Ученые из Перельмановской школы медицины при университете Пеннсильвании (США), под руководством профессора Джеймса Уилсона (James Wilson) впервые смогли вылечить наследственное заболевание у животного (лабораторной мыши), скорректировав мутацию в геноме с помощью компонентов, доставленных в ядро ее клеток вирусным вектором. Причем если на новорожденных мышатах это сработало, то у взрослых грызунов такая генная терапия, напротив, вызвала ухудшение состояния. Подробная статья об этом исследовании вышла в журнале Nature Biotechnology, вкратце ее пересказывает сайт (e) Science News.

Целью ученых было найти метод лечения у новорожденных мышат тяжелой наследственной болезни печени — нарушения цикла мочевины, вызванной дефицитом фермента орнитин-транскарбамилазы (ОТК). Этот цикл представляет собой цепочку ферментов печени, помогающую выведению из тела аммиака – конечного продукта белкового метаболизма у млекопитающих. Если одного из ферментов — в частности, ОТК — не хватает, аммиак аккумулируется в крови и отравляет мозг, что приводит ко многим проблемам, вплоть до летального исхода.

Дефицит ОТК вызывается мутацией в гене, который кодирует его выработку. До сих пор его пытались лечить (у лабораторных животных) путем внесения в клеточное ядро вирусного вектора (участка нуклеиновой кислоты), сделанного на основе адено-ассоциированного вируса (ААВ). Такой вектор нес здоровый ген, который не встраивался в ДНК, однако кодировал выработку нужного фермента. Однако для новорожденных мышат этот метод оказался неэффективным: клетки печени у них активно делятся, а поскольку «ген-запчасть» не встроен в ДНК, он не удваивается вместе со всем остальным геномом, и в дочерних клетках его уже нет.

Уилсон с коллегами пошли дальше и усовершенствовали данную методику с помощью технологии редактирования генома CRISPR, которая получила в прошлом году премию журнала Science как «научный прорыв года». Теперь вносилось уже два вектора на основе ААВ: первый нес фермент Cas9, разрезающий ДНК клеток печени в нужном месте; второй — участок РНК, «указывающий» Cas9 «дорогу» и шаблон здоровой ДНК, на основе которой должен был корректироваться соответствующий участок генома. Собственно коррекция при этом производилась уже собственной системой «починки» поврежденных участков ДНК, уже имеющейся в каждой живой клетке.

Благодаря новой методике удалось добиться исправления мутации, вызывавшей дефицит ОТК, в 10% печени мышат, что для начала является очень хорошим результатом. 30% мышат, не подвергавшихся такому лечению, через неделю умирали; среди прошедших генную терапию смертность была гораздо ниже, как и содержание аммиака в мозге. И все это даже при диете, богатой белками, которая усугубляет течение болезни.

В то же время, попытки лечить аналогичным образом взрослых мышей (имевших возраст от восьми до 10 недель) дали скорее обратный эффект. Во-первых, у них избавить от опасной мутации в результате удалось только 1% клеток печени. Во-вторых, что еще хуже, у многих подвергнутых такой генной терапии взрослых грызунов повышалась непереносимость белков и резко вырастал уровень аммиака в мозге, даже при нормальной диете. Исследование их геномов показало, что в «неоткорректированных» генах появилось много пробелов, которые снижали остаточную активность мутантного ОТК-гена.

По словам профессора Уилсона, для того, чтобы разобраться в причинах такого контраста, требуются дальнейшие эксперименты. Но даже когда методику доведут до совершенства на мышах, это будет только начало большого пути.

«Наше исследования продвигают нас на шаг ближе к реализации потенциала персонализированной медицины. Однако, моя 35-летняя карьера в генной терапии продемонстрировала мне, каким трудным может быть превращение результатов экспериментов на мышах в эффективную методику лечения для людей», — сказал ученый.

crispr вирусный вектор мыши наследственные болезни редактирование генома

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий