Обзор новостей Genetics-info за период 05 ноября – 18 ноября

1. CRISPR используется для лечения врожденных заболеваний до рождения. Подробнее

Лечить будущего ребенка от врожденного заболевания в период беременности матери — мечта многих ученых. Американские исследователи сделали важный шаг, чтобы она стала реальностью: в матке мыши удалось осуществить редактирование ДНК и спасти будущего детеныша от смертельной болезни.

Американские ученые из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета и Детской больницы Филадельфии впервые провели пренатальное редактирование генов, чтобы предотвратить нарушение обмена веществ у лабораторных мышей.

Используя инструменты для редактирования генов CRISPR-Cas9 и base editor 3, команда снизила уровень холестерина у здоровых мышей. Лечение проводилось через матку, путем нацеливания на ген, который регулирует эти уровни. Также ученые использовали редактирование пренатального гена для улучшения функции печени и предотвращения неонатальной смерти в подгруппе мышей с мутацией, вызывающей смертельную болезнь печени — наследственную тирозинемию типа 1.

В результате пренатальное генное редактирование улучшало функцию печени и сохраняло выживаемость у мышей. Кроме того, они оказались здоровее мышей в аналогичной группе, которым была назначена медикаментозная терапия для лечения наследственной тирозинемии типа 1.

Конечно, клиническое применение таких методов для лечения людей станет возможным совсем нескоро. Во-первых, имеются этические и нормативные барьеры для подобного рода процедур. Во-вторых, пренатальное редактирование генов у людей требует гораздо более глубокого изучения. Однако в любом случае – это однозначный прорыв, являющийся важным шагом вперед в поиске лечения для огромного числа наследственных заболеваний.

2. Минобрнауки предложило выделить более 200 млрд рублей на развитие генетических технологий. Подробнее. 

Министерство науки и высшего образования РФ предлагает выделить более 200 миллиардов рублей на развитие генетических технологий в ближайшие восемь лет. Об этом говорится в проекте постановления о федеральной научно-технической программе «О развитии научно-технической программы в Российской Федерации», который опубликован на федеральном портале нормативных актов.

Программа предполагает создание сети лабораторий, которые будут развивать генетические технологии, в том числе в области генетического редактирования. Авторы программы рассчитывают, что она поможет увеличить число ученых-генетиков в России, а также снизит зависимость российской науки от иностранного оборудования и баз генетических и биологических данных.

Ответственными исполнителями программы назначены Роспотребнадзор, Минздрав, Минсельхоз, Минпромторг, Федеральное медико-биологическое агентство, Федеральная служба по ветеринарному и фитосанитарному надзору, Российская академия наук, МГУ им. М.В. Ломоносова и Санкт-Петербургский государственный университет. За научную экспертизу программы будет отвечать Курчатовский институт.

На мой взгляд, главная беда – это не дефицит талантливых ученых, а недостаток финансирования генетики, в связи с которым многие талантливые ученые перебрались на Запад, где получили прекрасно оснащенные лаборатории для своей научной деятельности. В России финансирование генетики, которая в развитых странах считается столбовой дорогой науки, продолжает оставаться нищенски малым.3/

3. Магнитные наночастицы доставили CRISPR точно в опухоль. Подробнее 

Технология CRISPR — наиболее перспективная методика лечения некоторых наследственных заболеваний. Однако при ее использовании существует опасность редактирования нецелевых клеток. Избежать этого поможет новая методика, разработанная американскими исследователями.

Специалисты из Университета Райса (США) научились активировать частицы CRISPR/Cas9 в конкретных тканях и органах с помощью магнитных полей. Для этого им потребовалось скомбинировать наночастицы с белковой оболочкой вируса.

Ранее исследователи уже применяли наночастицы оксида железа, чтобы повысить проницаемость кровеносных сосудов для крупных лекарственных молекул. В новой работе они решили использовать технологию для управления генным редактированием. Ученые присоединили к наночастицам белковые «контейнеры», позаимствованные у бакуловируса, который поражает ночных бабочек Autographa californica.

К каждой частице также присоединен иммунный белок C3, который служит «замком», временно дезактивирующим вектор. После введения частиц в организм к тканям, которые нужно отредактировать, применяется магнитное поле. В результате наночастица дезактивирует белок С3, белковый контейнер открывается и фермент Cas9 может приступить к редактированию ДНК.

В нецелевых тканях, которые не подверглись воздействию магнитного поля, векторы остаются «спящими».

В экспериментах на клеточных культурах и лабораторных животных ученым удалось использовать технологию, чтобы доставлять в нужные клетки светящиеся белки. Таким образом, управляемые магнитным полем наночастицы доказали свою эффективность при адресной доставке полезных грузов к конкретным тканям.

В эксперименте на мышах ученые доставляли ДНК, кодирующую систему редактирования генома CRISPR-Cas9, «заряженную» против гена Vegfr2, кодирующего рецептор фактора роста эндотелия сосудов. Сначала магнитные бакуловирусные частицы с «посылкой» вкалывали мышам в подкожную опухоль, где под действием магнита ДНК эффективно экспрессировалась, и CRISPR инактивировал нужный ген. Затем исследователи проверили эффективность редактирования при системной доставке и показали, что если частицы вводить внутривенно, они в итоге оказываются в «намагниченном» месте (печени либо опухоли) и позволяют сломать там ген со средней эффективностью в несколько процентов (в расчете на целый орган). Хотя это не очень много, такой подход помог бы избежать токсичности системы, связанной с нецелевым редактированием в организме и длительным присутствием чужеродной ДНК.

Исследователи надеются, что в будущем технология позволит лечить наследственные заболевания, например, кистозный фиброз и серповидноклеточную анемию.

 

Автор обзора: кандидат медицинских наук, врач-генетик Александра Галактионова