Использование более специфических «генетических ножниц» может избежать проблем, связанных с генным редактированием

Использование более специфических «генетических ножниц» может избежать проблем, связанных с генным редактированием

Недавние исследования свидетельствовали о существовании  потенциального барьера для того, чтобы сделать лечение с помощью технологии редактирования генома CRISPR практичным решением  при наследственных заболеваниях, связанных с кровью, таких как серповидноклеточная анемия, талассемия и синдромы первичного иммунодефицита. Стволовые клетки могут ответить на редактирование своих генов выключением,  и попытка обойти этот «блокпост» может увеличить риск развития рака.
 111 •
  0
27.03.2019

Исследование итальянских ученых показало, что есть способ обойти эти осложнения. Команда обнаружила, что использование более точной технологии редактирования генов, которая вызывает меньшее количество разрывов в ДНК, может держать под контролем естественные пути повреждения-ответа стволовых клеток. Эти выводы опубликованы 21 марта в журнале Cell Stem Cell.

«Редактирование генома - очень мощная стратегия для точной генной инженерии стволовых клеток, но она требует сложной операции», - говорит соавтор Пьетро Дженовезе (Pietro Genovese), ученый из Института генной терапии в Сан-Раффаэле, Милан. «Несмотря на колоссальный терапевтический потенциал и непрерывный прогресс в совершенствовании систем для редактирования генов, функциональные последствия процесса редактирования еще предстоит полностью выяснить».

Оказывается, что одним из барьеров на пути к успешному редактированию генома является белок р53, который называют «защитником генома» из-за его роли в сохранении стабильности ДНК и предотвращении мутаций. Когда CRISPR редактирует гены, он разрезает обе цепи ДНК в определенных местах. Но эти двухцепочечные разрывы могут сигнализировать p53, что что-то идет не так. Тогда белок начинает действовать, препятствуя размножению клеток. Что противоречит целям при проведении терапии. В то же время, отключение p53 для остановки этого защитного механизма может привести к образованию опухолей; дефектный p53 вовлечен в развитие примерно половины всех раковых заболеваний.

Команда ученых из Милана нашла способ обойти это нежелательное последствие. Редактирование генов использует нуклеазы как «генетические ножницы», чтобы вызвать разрывы ДНК, за которыми следует аденоассоциированный вирусный вектор, доставляющий корректирующую последовательность. Но когда эти «ножницы» недостаточно специфичны, они могут разрезать ДНК в других местах. Исследователи использовали комбинацию высокоспецифичных нуклеаз и векторов для введения только желаемого разрыва в ДНК гематопоэтических стволовых / клеток-предшественников (HSPC).

«Мы показали, что влияние генного редактирования на HSPC во многом зависит от точности используемой дизайнерской нуклеазы», ​​- говорит Луиджи Налдини, старший научный сотрудник и директор Института генной терапии им. Сан Раффаэле. «Если нуклеазы не являются высокоспецифичными и, таким образом, обрезают ДНК не только на предполагаемой мишени, но и на нескольких дополнительных офф-таргетных сайтах, мы видим интенсивный и продолжительный ответ р53, приводящий к негативным последствиям вплоть до необратимого угнетения клеток.

«С другой стороны, - добавляет он, - если нуклеаза является высокоспецифичной, и мы используем высокоочищенные реагенты и оптимизированные протоколы - наблюдается лишь временное влияние на размножение клеток, что, по-видимому, полностью обратимо и совместимо с поддержанием важных биологических свойств гемопоэтических стволовых клеток».

Исследователи утверждают, что эта работа предоставляет молекулярные доказательства осуществимости и эффективности генной инженерии в HSPC. Это дает им уверенность в том, что технология будет успешно применяться при испытаниях на людях.

Напомним, в июне 2018 года журнал Nature Medicine опубликовал исследования Каролинского института и Института биомедицинских исследований Novartis, в которых заявлялось, что геномный редактор Crispr/Cas9 может вызвать рак. Это плохо отразилось и на рыночных котировках публичных компаний. В понедельник, после публикации исследований, обвалились акции биотехнологических компаний, бизнес которых связан с генетическими исследованиями – CRISPR Therapeutics (на 12,6%), Intellia Therapeutics (9,8%), Editas Medicine (7,8%).

Источник: www.sciencedaily.com

Авторы:
Консультанты:

Актуальное

Главное


Партнеры

Все партнеры