Спустя десять лет после открытия CRISPR по-прежнему поражает воображение и приобретает все большее значение в лечении генетических заболеваний. Недавно исследователи сообщили об успешных результатах клинического испытания с использованием CRISPR in vivo для инактивации гена, участвующего в развитии ангионевротического отека (отек Квинке). Однократная инъекция CRISPR в кровь трех человек с этим редким генетическим заболеванием уменьшила симптомы и позволила им пожизненно обходиться без лекарств. Это достижение прокладывает путь к перспективным методам лечения в будущем.
CRISPR - это мощный инструмент для редактирования генома, то есть он позволяет исследователям легко изменять последовательности ДНК и изменять функции генов. Он имеет множество потенциальных применений, включая исправление генетических дефектов, лечение и предотвращение распространения заболеваний, а также улучшение роста и устойчивости клеточных культур в лаборатории.
Следует отметить, что "CRISPR" - это сокращение от "CRISPR-Cas9". CRISPR - это специализированные сегменты ДНК, а белок Cas9 - это фермент, который действует как молекулярные ножницы, способные разрезать нити ДНК.
CRISPR уже продемонстрировал возможность лечения заболеваний крови с помощью стратегии ex vivo, при которой клетки пациента забираются, редактируются в лаборатории и затем возвращаются в организм. Подход in vivo для лечения заболеваний слепоты, при котором генный редактор вводится в глаз, также показывает предварительные преимущества. Но направить CRISPR в конкретные органы или клетки внутри организма с помощью внутривенной инфузии сложнее.
Недавно группа исследователей из Intellia Therapeutics, биотехнологической компании, работающей с инструментом CRISPR, впервые в мире медицины показала, что введение редактора генов CRISPR в кровь трех человек с редким генетическим заболеванием фактически улучшило их симптомы. Этому достижению посвящена статья, опубликованная в журнале Science. Эти данные были представлены на встрече в Берлине, посвященной заболеванию, которое называется наследственным ангионевротическим отеком. Компания Intellia Therapeutics уже во второй раз использует метод CRISPR in vivo для инактивации генов непосредственно в организме человека. Но последние результаты согласуются с первым сообщением о клинических преимуществах, связанных с введением препарата, который может вырезать или заменять целевые фрагменты ДНК, говорит Джон Леонард, президент и генеральный директор компании Intellia, в статье, связанной с исследованием Джослин Кайзер.
Так, в прошлом году компания Intellia и ее партнер Regeneron сообщили, что у людей с редким генетическим заболеванием под названием транстиретиновый амилоидоз препарат CRISPR in vivo остановил накопление белков печени, которые могут вызывать боль в нервах, онемение и проблемы с сердцем. Несмотря на то, что эффект, по-видимому, будет длительным, компания пока не сообщила, улучшились ли симптомы у пациентов. Однако в испытании на наследственный ангионевротический отек преимущества препарата проявились быстро, сообщает Intellia. Заболевание возникает в результате мутаций, которые деактивируют белок под названием ингибитор C1-эстеразы, который является частью сигнального пути, контролирующего уровень брадикинина, пептидного гормона, вызывающего утечку жидкости в кровеносные сосуды. У людей с наследственным ангионевротическим отеком стресс, болезнь или травма могут спровоцировать повышение уровня брадикинина в крови, вызывая сильный отек конечностей, живота или даже горла, который может привести к удушью.
Препараты могут помочь предотвратить эти приступы, блокируя белок калликреин, который повышает уровень брадикинина, по сути, противодействуя эффектам потери ингибитора C1-эстеразы. Но CRISPR может позволить пациентам избежать пожизненного применения этих препаратов, навсегда удалив ген калликреина. В частности, компания Intellia разработала механизм редактирования ДНК, включающий двойную конструкцию РНК, которая направляет эндонуклеазу Cas9 для внесения специфических разрезов в целевой участок ДНК. Нить РНК направляет их к соответствующему гену. В статье в Science Джослин Кайзер объясняет, что для доставки генного редактора in vivo компания поместила направляющую РНК и мессенджерную РНК, кодирующую фермент, в липидную наночастицу. При введении в кровь пациента наночастицы попадают в печень, где производится калликреин, и поглощаются находящимися там клетками. Они создают фермент CRISPR, который переносится и разрезает ген калликреина. В ходе испытания наследственного ангионевротического отека у трех пациентов, получивших низкую дозу препарата CRISPR, уровень калликреина в крови снизился в среднем на 65% через 8 недель, сообщила клинический иммунолог Хилари Лонгхерст на симпозиуме "Брадикинин 2022". У двух пациентов, у которых было от одного до трех приступов отеков в месяц, после лечения не было ни одного, и они не вернулись к приему лекарств. У третьего, у которого приступы случались гораздо чаще - до семи в месяц, — через 10 недель приступов не было вообще.
Уровень калликреина снизился еще больше, на 92%, у трех пациентов, прошедших недавнее лечение более высокой дозой наночастиц CRISPR. Эти результаты свидетельствуют об эффективности, универсальности и программируемости системы путем изменения последовательности связывания ДНК-мишени в направляющей РНК. Другие команды также тестируют редактирование генов in vivo для лечения различных заболеваний. В июле биотехнологическая компания Verve Therapeutics начала клинические испытания нового подхода к лечению сердечно-сосудистых заболеваний с помощью одноагентных препаратов для редактирования генов. В частности, он изучает наследственную форму гиперхолестеринемии, вызванную сверхактивным геном PCSK9.
Секар Катиресан, доктор медицины, соучредитель и генеральный директор компании Verve, поясняет в своем заявлении: "Это первый в своем классе препарат для редактирования генов, который мы разработали для внесения одного изменения в ДНК печени, чтобы навсегда отключить ген, вызывающий заболевание. Дозировка первого человека таким экспериментальным препаратом для редактирования оснований представляет собой значительное достижение для нашей команды и для области редактирования генов". Доклинические данные показывают, что, наряду с лечением Intellia, VERVE-101 может предложить людям с этим заболеванием новый вариант лечения с помощью одной инъекции.
Автор: new-science.ru
Заглавное изображение из открытых источников
