Реклама

CRISPR модифікація генів: почались перші клінічні випробування на людях

Революційна методика редагування генів CRISPR, яка з’явилася у 2012 році, вперше потрапила в офіційну серію випробувань на людях. Що в ній такого особливого?

В перспективі, вона здатна “виправити” близько 6 000 генетичних захворювань.

Наприкінці 2018 року ми дізналися про реалізований експеримент щодо CRISPR «відключення» гену, що відповідає за інфікування клітин вірусом ВІЛ. Однак, за допомогою цієї революційної методики також можна редагувати гени, що відповідають раковим утворенням, розладам крові та сліпоті.

Власне, вже було проведено певні тести: дослідники видаляють частину клітин людини, редагують ДНК, а потім вводять клітини назад. «Нові», вже відредаговані, клітини мають бути готовими для боротьби з хворобою, а отже, мають певним чином отримати імунітет. Не дивно, що дослідники також хочуть побачити, як CRISPR / Cas9 працює в організмі людини: у майбутньому досліді людям з успадкованою сліпотою “молекулярні ножиці” будуть вводитися безпосередньо в очі.

Раніше дослідники успішно використали технологію CRISPR / Cas9 для усунення захворювань у тварин. Нині університети та приватні компанії тестують її на людях. Джерело: EDITAS MEDICINE.

Якщо подібні тести будуть успішними, то їх можна буде використовувати й для інших генетичних захворювань, що вражають людей в усьому світі.

Реклама

“CRISPR настільки загадковий і такий елегантний “,

— каже Лорі Золот, біоетик з університету Чикаго.

Важливим питанням є те, чи вдасться все ж втілити у життя цю технологію, адже попередні можливості застосування ін’єкцій стовбурових клітин, які допомогли паралізованим щурам знову ходити, так і не були реалізовані. Втім, за словами Золота, вони працювали недостатньо добре.

До прикладу, заміна генів їхніми здоровими копіями теж зазнала невдач, адже у деяких дітей, які проходили подібну терапію, розвинулися ракові захворювання, а терапія проти сліпоти працювала лише тимчасово і не змогла зупинити розвиток захворювання. Але найбільш руйнівною втратою стала смерть 18-річного Джессі Гелсінгера в 1999 році під час участі в дослідженнях генотерапії.

Навіть торішня новина про редагування гену дівчат-ембріонів сколихнула світ щодо етичного боку питання, проте так чи інакше – підняла репутацію та віру у можливості CRISPR.

“Сьогодні терапія випробовується на дорослих та дітях, і це не призведе до змін ДНК, які можуть бути успадковані”,

Реклама
– говорить Алан Регенберг, біоетик з Інституту біоетики Джона Гопкінса Бермана. Проте, за його словами, є причина для обережності при застосування на людях.

Як працює CRISPR?

CRISPR / Cas9 – це реінжиніринг вірусів, спочатку розроблений бактеріями. Цей процес схожий на вирізання ДНК у певних місцях. Шматок РНК (одноланцюгова генетична молекула, схожа на ДНК) є частиною CRISPR і скеровує фермент під назвою Cas9 до певних ділянок у генетичному коді чи геномі. Фермент прорізається через обидві нитки подвійної спіралі ДНК. Розрізи можна використовувати для відключення певних генів, вилучення проблемної ДНК або навіть повного усунення захворювання.

CRISPR / Cas9 у дії. Запис отримано за допомогою швидкісної атомної силової мікроскопії, DOI: 10.1038/s41467-017-01466-8.

Проблема в тому, що CRISPR іноді потрапляє в неправильне місце, в результаті чого виникають небажані зміни. Навіть за передбачуваних скорочень можуть виникнути помилки.

Боротьба з раком та хворобами крові

Разом з тим, CRISPR є більш точним, ніж звичайна генна терапія, і, отже, може лікувати деякі захворювання, при яких генна терапія працює недостатньо ефективно.

Дослідники вважають, що подібну генну модифікацію можливо використовувати для лікування раку або розладів крові, адже в такому випадку не має необхідності вводити CRISPR / Cas9 в організм. Натомість, вони беруть в учасників кровотворні стовбурові клітини та редагують ці клітини в лабораторних склянках, де вчені можуть перевірити наявність проблем.

Як зазначається у прес-релізі, дослідники з Університету Пенсильванії вже застосовують терапію CRISPR / Cas9 на двох особах з повторюваним раком. У однієї людини є множинна мієлома, а в іншої – саркома. У рамках випробування пацієнти отримали Т-клітини (тип імунних клітин), запрограмованих разом з CRISPR для переходу на ракові клітини. Подібні випробування тривають також у Китаї.

Реклама

Крім того, програма націлена й на захворювання крові, які є наслідками дефектів гена гемоглобіну – білка, що переносить кисень в еритроцитах.  

Серповидноклітинна анемія призводить до деформації еритроцитів. CRISPR у перспективі здатен подолати й це захворювання. Джерело: CDC

Американські компанії в лютому цього року оголосили, що лікують одну людину від бета-таласемії, а в липні підтвердили, що проводять подібну терапію для людини з серповидноклітинною анемією. Однак вчені поки не опублікували результати цих випробувань.

На всі очі

Багато генетичних захворювань вражають все тіло або органи, які неможливо видалити або відредагувати в лабораторії. Ніхто не знає, чи зможе CRISPR ефективно працювати в організмі людини. Але клінічне випробування з використанням редактора генів для лікування успадкованого типу вродженого амаврозу Лебера може допомогти відповісти на питання.

Розлад викликається мутацією гена CEP290, що призводить до порушень функцій білка. А коли білок не працює, стрижневі клітини сітківки відмирають, і фоторецептори, що збирають світло, не можуть відновити себе. Це призводить до сліпоти.

Фото сітківки пацієнта з вродженим амаврозом Лебера. Джерело: S. YZER ET AL/MOLECULAR VISION 2012

З 2017 року існує генна терапія для типу вродженого амаврозу Лебера, спричиненого мутацією гена RPE65. Але CEP290 занадто великий для того, щоб провести звичайну генну терапію, вважає Чарльз Олбрайт, головний науковий співробітник Editas Medicine – компанії, що базується в Кембриджі, штат Массачусетс, та розробляє редагування генів CRISPR для різних генетичних захворювань.

Реклама

У липні Editas та всесвітня фармацевтична компанія Allergan відкрили набір для випробування на редагування генів сліпоти. У ході випробування дві направлені молекули РНК змусять Cas9 зробити два надрізи, які висмикнуть проблемний фрагмент ДНК.

Під час випробувань, невелика кількісь редактора CRISPR буде введена під сітківку для перевірки на безпечність. Невідомо, чи покращать зір такі низькі дози. Якщо дози виявляться безпечними, пізніше добровольці отримують вищі концентрації.

За словами науковців, редагування лише 10 % клітин сітківки може допомогти відновити частину зору. Раніше повідомлялося, що у тестах на тваринах CRISPR редагував приблизно 60 % клітин у мишей і майже 28 % у мавп.

Попри невдачі та складнощі, треба пам’ятати, що традиційна генна терапія теж пройшла важкий шлях до успіху. Саме тому дослідники сподіваються розв’язати питання генних модифікацій за допомогою CRISPR та здійснити черговий стрибок у медицині.

The New England Journal of Medicine (2015), doi: 10.1056/NEJMoa1412; Genes & Diseases (2019), doi: 10.1016/j.gendis.2018.11.005; U.S. National Library of Medicine Clinical Trials (2019), Nature Medicine (2019), doi: 10.1038/s41591-018-0327-9.

Реклама

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

79 Shares:
Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Перегляньте також
Далі

Це схоже на зіткнення чорної діри та нейтронної зорі – дослідники

Нова ера астрономічних спостережень, яку відкрили детектори гравітаційних хвиль, схоже, принесла чергове відкриття: на думку австралійських та американських…