Відразу дві групи вчених відзвітували про успішне внесення в ген дорослих макак змін, які допомогли знизити у тварин рівень холестерину в крові. Редактор нуклеотидних підстав на основі методу CRISPR/Cas дозволив внести однонуклеотидні мутації і «зламати» один з генів, а доставка конструкції за допомогою ліпонаночастинок допомогла направити дію механізму в один орган - печінка. Одна з робіт опублікована в, інша розміщена в.
Редагування генів живих істот - тільки з'являється терапевтичний підхід, за допомогою якого вчені сподіваються змінювати ДНК в організмах пацієнтів. Серед наявних молекулярних інструментів у вчених популярні не тільки нуклеази (ферменти, які розривають зв'язок між сусідніми нуклеїновими кислотами) CRISPR - Cas9 і - Cas12, а й CRISPR-редактори нуклеотидних підстав - аденіна і цитозину. Редактори мають одну яскраву перевагу перед нуклеазами: щоб внести мутацію, їм немає необхідності руйнувати зв'язки між сусідніми нуклеотидами і порушувати цілісність двох ланцюжків ДНК. Однобуквена заміна пари аденін-тимін на гуанін-цитозин відбувається під дією ферменту деамінази. Цей фермент замінює в одному ланцюгу ДНК аденін на інозин, який сприймається полімеразами як гуанін. Потім система вносить одноланцюжковий розрив у другий ланцюг, і система репарації підставляє аденін.
Внесення всього однієї заміни дуже цікавить біологів: більшість патогенних природних мутацій якраз складається із заміни пари Г-Ц на А-Т. Крім того, навіть одна заміна може допомогти відключити ген, який працює занадто активно - наприклад, ген, який експресується в основному в печінці і і служить регулятором експресії рецепторів ліпопротеїнів низької щільності (ЛПНП-рецепторів). Відомо, що мутації, які підвищують ефективність у людей, призводять до підвищеного вмісту холестерину в крові. І навпаки, у двох-трьох відсотків людей з'являються мутації, які порушують функції, і тоді в крові знижується рівень ліпопротеїнів низької щільності, знижується ризик атеросклерозу, а шкоди для здоров'я від такої мутації не виникає. Таким чином, внесення однієї мутації в цей ген в теорії може допомогти пацієнтам довгостроково (і навіть, можливо, назавжди) знизити рівень холестерину в крові.
Відразу дві групи вчених незалежно описали результати, отримані в ході експериментів над нелюдськими приматами: за допомогою CRISPR-редакторів аденінових підстав дослідники з Цюріхського університету під керівництвом Геральда Шванка (Gerald Schwank) і компанії Verve Therapeutics під керівництвом Секара Катхіресана (Sekar Kathiresan) внесли однонуклеотидні мутації в ген у макаків-крабоїдів.
Обидві групи визначили такі регіони в, мутація в яких призводить до порушення сплайсингу (дозрівання) відповідної мРНК. Те, що мутація дійсно знижує експресію гена, вчені спочатку перевірили на клітинних культурах людських гепатоцитів і мишачих моделях.
Дослідники з Verve Therapeutics використовували липонаночастинки, щоб доставити мРНК аденінового редактора і річну РНК в клітини печінки макак. Після введення частинок у макаків підвищувався рівень маркерів пошкодження печінки в крові, але через два тижні приходив в норму. Через два тижні ефективність редагування склала 53 відсотки, при цьому рівень білка PCSK9 в крові знизився на 65 відсотків. При цьому аденінова заміна пройшла в основному в печінці. Ефект був менш помітний у селезінці і майже не помітний в інших органах. Вчені відзначили, що один міліграм частинок на кілограм ваги тварини - доза, при якій досягається максимальна ефективність редагування і мінімальний рівень PCSK9 в крові.
Вчені з цієї групи також почали довгострокове дослідження, щоб перевірити переносимість тваринами такої терапії. До моменту написання статті у макак спостерігали знижений рівень PCSK9 в крові протягом восьми місяців, а також знижений на 60 відсотків холестерин, і при цьому відсутність негативного впливу на здоров'я тварин.
Група дослідників з Цюріхського університету провела подібні експерименти. Вчені протестували не тільки різні дозування засобу, а й різні режими введення: частина тварин отримувала два введення з різницею в два тижні. Відредагувати вдалося 27,6 5,87 відсотка цільових нуклеотидів, і додаткова доза не підвищила ефективність. Точністю методу автори залишилися задоволені: 88 відсотків всіх змін, викликаних CRISPR-редактором. При цьому вчені з цієї групи заявляють про куди менше зниження рівня холестерину в крові (порівняно з результатами колег): на 9-19 відсотків.
Автори другої роботи також перевірили, чи реагує імунітет тварин на чужорідний білок. На відміну від мишей, повторне введення засобу приматам не підвищило ефективність редагування, і вчені вважають, що їх організм блокує дію редактора. Антитіла, специфічні до білків-редакторів, дійсно знайшлися у тих, хто отримав терапію макак. Дослідники припускають, що якщо наступного разу повторну дозу ввести до того, як сформується імунітет до білків, то ефективність терапії підвищиться.
Загалом обидві групи відзначили невелику нецільову активність системи, а також відсутність значущих побічних ефектів. Вчені сподіваються, що коли-небудь подібна тактика зниження холестерину в крові стане альтернативою існуючим методам. Крім того, доставка липонаночастинками конструкцій з білками для заміни нуклеотидів може допомогти і з іншими генетичними захворюваннями, єдине рішення для яких зараз - трансплантація печінки.
Сам інструмент для лагодження точкових мутацій на основі технології CRISPR/Cas вченим вдалося створити не так давно. Тим не менш, редактор нуклеотидних підстав в лабораторних умовах вже протестували на ембріонах як засіб від таласемії, а також за допомогою нього врятували мишей від прогерії.