Вченим вдалося виправити генетичну мутацію, яка викликає дегенеративне захворювання очей і сліпоту, за допомогою системи редагування генома CRISPR/Cas9. Результати роботи були опубліковані в журналі.
Одним із способів лікування спадкових очних хвороб є пересадка індукованих стовбурових клітин, які були отримані з тканин самого пацієнта (зазвичай з клітин зразка сполучної тканини). Оскільки індуковані стовбурові клітини генетично ідентичні іншим клітинам організму, вони добре приживаються і не відторгаються імунною системою. Однак з тієї ж причини вони містять асоційовані із захворюванням шкідливі мутації, і, отже, не можуть захистити пацієнта від рецидиву хвороби.
Щоб вирішити цю проблему, вчені з Університету Айови вирішили випробувати процедуру редагування геному індукованих стовбурових клітин перед їх трансплантацією. Дослідники використовували нещодавно створену систему редагування генома CRISPR/Cas9. Принцип її роботи полягає в розрізанні геномної ДНК в тому місці, яке містить мутацію, і виправлення мутації на основі заздалегідь введеної «правильної» послідовності.
Вчені працювали з випадком важкого пігментного ретиніту. Це дегенеративне захворювання очей, яке викликає сильне погіршення зору і сліпоту. Відомо, що воно викликається мутацією в гені RPGR, який знаходиться на X-хромосомі.
З фібробластів пацієнта, який страждає від ретиніту, були отримані індуковані плюрипотентні стовбурові клітини, що містять мутацію в RPGR. У них за допомогою плазміди вводилася нуклеїнова кислота, послідовність якої відповідала мутантній формі гена-мішені і яка виступала в ролі «навідника» для нуклеази. Одночасно на цій же плазміді поміщалася і послідовність, що відповідає за синтез білка-нуклеази Cas9 - цей білок знаходить дефектний ген, орієнтуючись по направляючій РНК, і виробляє його розрізання в потрібному місці.
Після внесення розриву клітинні ферменти проводять заміну мутантної форми гена на ту, що представлена в «правильній» копії (ці копії зазвичай доставляють разом з напрямною РНК і нуклеазою). У результаті редагування мутантну ділянку гена RPGR, «TAG», було замінено на нормальний «GAG». За допомогою ПЛР-аналізу вчені впевнилися, що у 13 відсотків використаних стовбурових клітин мутація гена RPGR була успішно виправлена.
CRISPR/Cas9 - генетичний механізм у бактерій і архей, який запобігає проникненню в клітку вірусних інфекцій через розрізання чужорідної ДНК. Система складається з низки повторів з послідовностями, що чергуються, які можуть відповідати певним фрагментам-відбиткам ДНК вірусу. Такі повтори експресуються у вигляді направляючої РНК, які приєднуються до генів вірусу і служать сигналом для білка Cas9.
У 2015 році синдикат bng0, очолюваний Борисом Ніколичем - колишнім науковим консультантом фонду Білла і Мелінди Гейтс, - став основним інвестором американської біотехнологічної компанії Editas Medicine. Ця компанія займається розробкою технології генетичної терапії за допомогою техніки CRISPR/Cas9. Першим захворюванням, на лікування якого зосередилися лабораторії Editas Medicine, стане амавроз Лебера десятого типу - інша очна хвороба, пов'язана з пошкодженням одного з генів, необхідних для роботи світлочутливих клітин сітківки.