Исследователи из University of Texas Southwestern Medical Center в Далласе отредактировали мутации, вызванные Мышечной дистрофией Дюшенна (далее — МДД) в человеческих клетках и на экспериментальных животных моделях, применив новый метод редактирования генома, называемый CRISPR-Cpf1. Новые данные внушают надежду на окончательное устранение и избавление от нарушений, связанных с МДД.
Статья об исследовании, “ Исправление мутаций мышечных дистрофий в кардиомиоцитах человека и у мышей при помощи CRISPR-Cpf1”, была представлена в журнале “Научные достижения (Science Advances)”.
Исследователи предварительно показали, что метод редактирования генома, называемый CRISPR-Cas9, может исправлять генетические дефекты, характеризующие МДД. Команда недавно получила грант от Родительского проекта по мышечным дистрофиям, чтобы продолжить свои исследования и установить возможные риски связанные с применением метода CRISPR-Cas9 в клинических условиях.
В последнем исследовании, команда, применяла CRISPR-Cpf1 чтобы “вырезать” и “починить” мутации связанные с МДД. Этот вариант способа генного редактирования имеет ряд усовершенствований в сравнении с ранним методом. Cpf1 гораздо меньше Cas9 (энзим, который режет ДНК), что делает легче его доставку к клеткам-мишеням.
“Мы взяли полученные от пациента клетки, имеющие самую обычную мутацию, ответственную за МДД и отредактировали их “ин витро” (в пробирке, в искусственных условиях) чтобы восстановить выработку, отсутствующего в клетках белка дистрофина. Эта работа дает нам новое многообещающее средство в инструментарии CRISPR,” — сообщил в пресс-релизе, один из главных инициаторов исследования, доктор медицинских наук, Eric Olson.
Cas9 и cpf1
“Будут гены, которые окажется сложно редактировать применяя cas9, но легче модифицировать при помощи cpf1, или наоборот”, добавил Olson — Председатель кафедры молекулярной биологии и содиректор UT Southwestern Wellstone Muscular Dystrophy Cooperative Research Center.“Эти 2 протеина (cas 9 и cpf1) имеют разные биохимические свойства и могут выражать разные последовательности ДНК, так что эти особенности создают больше вариантов генного редактирования.
МДД вызвана мутациями гена, кодирующего белок дистрофин, который является основой для правильных мышечных сокращений. Мутация эта приводит к снижению выраженности и даже потери мышечной силы.
“Либо пропуская мутирующую область, либо ремонтируя мутацию в гене, редактирование генома посредством CRISPR-Cpf1 не только исправляет МДД, но также улучшает силу мышц и их способность сокращаться,” — сообщила соавтор Rhonda Bassel-Duby.
Используя этот новый метод, исследователи показали что им удалось эффективно и конкретно исправить распространенные мутации в гене дистрофина, восстановив нормальную экспрессию протеина. Они показали это не только на полученных от пациентов стволовых клетках несущих мутацию МДД, но также и на животной модели МДД.
Применительно к мышечной дистрофии Дюшенна
Являясь самым распространенным генетическим заболеванием с летальным исходом, МДД поражает примерно одну из 3,500 жизней. Из-за того что ген Дюшенна найден в X-хромосоме, он в основном поражает мальчиков; тем не менее это происходит в равной степени во всех культурах и расах. Дюшенн приводит к постепенной потере силы и вызывается мутацией в гене, который кодирует дистрофин (белок/протеин).
Генное редактирование с CRISPR-Cpf1 может применяться к огромному количеству мутаций в гене дистрофина”, сказал Olson. “Наша задача состоит в окончательном устранении лежащих в основе генетических причин этой страшной болезни, и это исследование приближает нас к ее (цели) пониманию.”
Источник: https://musculardystrophynews.com/2017/04/18/duchenne-editing-method-crispr-cpf1-correct-mutations-restore-dystrophin-expression/