CRISPR вылечил мышей от мышечной дистрофии без редактирования генома

CRISPR вылечил мышей от мышечной дистрофии без редактирования генома

Применение искусственного активатора генов на основе каталитически неактивного белка dCas9 позволило эффективно увеличить экспрессию гена ламинина в мышцах мышей, больных мышечной дистрофией 1А типа. Этот метод не только предотвратил деградацию мышц у молодых животных, но и улучшил состояние уже больных мышей, пишут канадские ученые в статье, опубликованной в Nature.
 160 •
  0
26.07.2019
Dwi U. Kemaladewi et al / Nature 2019

Одна из разновидностей мышечной дистрофии MDC1A (врожденная мышечная дистрофия 1А типа) развивается в результате мутации в гене Lama2. Ген кодирует а-цепь белка ламинина, который необходим для взаимодействия мышечных волокон со шванновскими клетками. Эти вспомогательные клетки нервной ткани участвуют в формировании электроизолирующей миелиновой оболочки нерва. В результате нарушения взаимодействия происходит дегенерация скелетной мускулатуры и нарушение ее иннервации.

Лечения от этой болезни не существует, однако ранее ученые уже показали, что недостаток Lama2 можно компенсировать дополнительной экспрессией гена Lama1, который кодирует а-цепь ламинина другого типа. Введение Lama1 в мышцы, однако, осложняется огромным размером гена, который не позволяет доставлять его в организм стандартным способом (в составе аденовируса).

Сотрудники исследовательского центра при детской больнице в Торонто (Канада) вместе с американскими коллегами успешно продемонстрировали на мышиной модели заболевания, что экспрессию собственного Lama1 можно увеличить при помощи искусственного трансактиватора на основе системы CRISPR-dCas9. В результате мутации в каталитическом домене dCas9 не способен резать ДНК, но способен с ней связываться в том месте, на которое ему укажет короткий РНК-гид (направляющая РНК). Если к такому белку пришить репрессорный или активаторный домен, dCas9 можно превратить в фактор транскрипции для управления экспрессией генов.

Схема генетических конструкций для создания искусственного активатора генов на основе dCas9

Dwi U. Kemaladewi et al / Nature 2019

В данной работе ученые выбрали «маленький» Cas9 из Staphylococcus aureus и сшили его с вирусным трансактиваторным доменом VP64. Искусственный активатор сначала проверили на мышиных фибробластах и подбрали три наиболее эффективных РНК-гида к регуляторной части гена Lama1. Для лечения животных систему упаковали в аденовирус типа AAV9, который имеет высокое сродство к мышечной ткани.

Первичная проверка на мышах показала, что для эффективной индукции экспрессии Lama1 в мышцах необходимы все три РНК-гида сразу. Профилактический эксперимент показал, что введение аденовируса с активатором и гидами в кровь новорожденным мышам предотвращает дегенерацию скелетной мускулатуры и развитие судорог с возрастом (к седьмой неделе).

Кроме того, авторы показали и терапевтический потенциал генетической конструкции на уже больных мышах — введение высокой дозы аденовируса трехнедельным животным (в группах было по 7-9 животных) с признаками паралича не только остановило прогрессирование заболевания, но и улучшило подвижность животных уже к шестой неделе.

Результаты одного из функциональных тестов на подвижность (вертикальная активность) у мышей из контрольной группы (красные точки) и мышей, которым ввели обе конструкции (активатор и гиды) в составе аденовируса (черные точки). К седьмой неделе у животных наблюдается улучшение. Справа срез скелетной мышцы у мыши с дистрофией (-) и после лечения (+)

Dwi U. Kemaladewi et al / Nature 2019

В прошлом году мы рассказывали об успешном лечении мышечной дистрофии Дюшенна у собак при помощи редактирования генома системой CRISPR-Cas9, которую использовали для удаления кусочка гена дистрофина.


Источник: https://nplus1.ru/

Актуальное

Главное


Партнеры

Все партнеры