Исследователи из Университета Дюка преуспели в лечении взрослых особей мышей с Мышечной дистрофией Дюшенна (Далее — МДД), используя систему генного редактирования CRISPR/CAS9 — первого успешного лечения генетических заболеваний у взрослых животных, использующего метод, который потенциально может быть применен в лечении человека.
Несмотря на недавние достижения в коррекции генов в выращенных клетках пациентов с МДД, или экспериментально в одноклеточных эмбрионах, текущему успеху предшествовало множество трудностей, особенно касающихся доставки отредактированных генов обратно во взрослый организм, — как объяснила команда в пресс релизе.
Команда использовала непатогенный носитель, называемый адено-ассоциированным вирусом, для доставки системы редакции гена полностью развитым мышам.
Большим препятствием на пути к генному редактированию является доставка. Мы знаем, что гены должны быть исправлены для определенных болезней, но получение инструментов редактирования генов, там где они должны работать — серьезный вызов,” сказал Крис Нельсон, который руководит работой в лаборатории Gersbach’а в университете Дюка.
Лучший способ, который нам нужно применить сейчас это использовать в своих интересах сами вирусы, поскольку именно они потратили миллиарды лет эволюции, чтобы разобраться, как попасть их собственным вирусным генам в клетки.
Чарльз А. Герсбах, старший доцент биомедицинской инженерии в Дюке, изучал потенциальные генетические методы лечения, начиная в своей лаборатории в 2009 году. В последнее время работал с системой CRISPR/CAS9. Недавняя дискуссия по использованию CRISPR для исправления генетических мутаций в эмбрионе человека по праву вызвала значительное беспокойство относительно этических последствий такого подхода,” сказал доктор Герсбах.
Но использование CRISPR в целях исправления мутаций в пораженных тканях больных пациентов не подлежит обсуждению. Эти исследования показывают путь, где это возможно, впрочем еще остается значительный объем работы, который необходимо выполнить.
Новый CRISPR/CAS9
CRISPR изначально бактериальная защитная система, разработанная при помощи биоинженерии чтобы иметь возможность проникновения в клетки других организмов и вырезания желаемого участка ДНК. Используя CRISPR вместе с протеином cas9, теперь возможно и изменять гены. Но пока клетки в чашке подвергаются воздействию электричества для проникновения CRISPR/CAS9, необходим более приемлемый подход для человека и животных.
Таким подходом стала Адено — векторно-вирусная система — состоящая из вирусов, лишенных всех вредных генов, заменяемых терапевтическими (лечебными) генами, которые исследователям еще необходимо доставить.
Так как Адено-векторный-вирус (АВВ) является обычным непатогенным вирусом, воздействию которого многие люди подвергаются естественным образом, он считается безопасным способом доставки. Исследователи, однако, столкнулись с проблемой введения большой молекулы CRISPR/CAS9 в маленький АВВ.
Команда работает при поддержке Aravind Asokan, старшим доцентом Университета северной Каролины, Dongsheng Duan из Университета Школы медицины в Миссури — оба эксперты по АВВ. Но прорыв произошел благодаря более ранним исследованиям Feng Zhang из Broad Institute, в Massachusetts, что привело к выделению системы CRISPR из другой бактерии с белком cas 9 меньшего размера, по сравнению с используемой ранее. Применение вновь выделенного CRISPR позволит команде поместить его в АВВ.
Исследователи использовали особь мыши с мутацией кодирующей части гена дистрофина. Они добились успеха используя подход заключающийся в простом отрезании/удалении мутировавшей части гена — более простой процедуры, чем полная его замена. Все еще есть значительный объем работы заключающийся в преобразовании такой терапии для человека и демонстрации безопасности. Но даже эти результаты полученные из наших первых исследований уже впечатляют. С этого момента мы будем оптимизировать систему доставки, оценивая этот подход при более тяжелых формах МДД, определяя уровень безопасности и эффективности в работе с большими животными в конечном итоге начав клинические испытания.
АВВ одобрены в качестве генной терапии в ЕС и на данный момент актуальны в клинических испытаниях, проводимых в США.