Исследователи из Юго-западного медицинского центра Университета Техаса совместно с немецкими коллегами выяснили, что метод редактирования генов CRISPR можно использовать для спасения сердца пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна. Новый подход позволит исправить более трёх тысяч мутаций, которые вызывают это заболевание, уточняют авторы.
Поясним, что миодистрофия Дюшенна – это генетическая болезнь, связанная с дефектом в Х-хромосоме. Генетические мутации мешают производству дистрофина – белка, необходимого для формирования здоровой мышечной ткани. В результате ослабевают все мышцы организма, в том числе и сердечная (которая в итоге попросту перестаёт работать, и человек умирает). Основные проявления болезни – постепенное снижение двигательной активности, поражение сердца (кардиомиопатия), снижение интеллекта, ухудшение речи.
Это заболевание встречается у одного из трёх с половиной тысяч новорождённых мальчиков. Диагноз ставится в основном в возрасте 3-4 лет. Большинство пациентов доживает примерно до 30 лет, поскольку болезнь быстро прогрессирует.
Летом 2017 года исследователи совершили прорыв в борьбе с миодистрофией Дюшенна: они доказали, что пациентам поможет генная терапия. Правда, первые испытания нового метода пока были проведены лишь на собаках: им вводили версию гена, отвечающего за производство дистрофина.
На этот раз учёные предложили метод, который направлен на исправление мутаций в этом гене.
Они использовали 12 РНК-гидов – фрагментов генетического кода, которые указывают на нужный участок ДНК, место для разреза цепочки. РНК-гиды должны были найти мутационные "горячие точки" в гене, кодирующем выработку дистрофина.
Это были аномальные места сращивания ДНК, из-за которых ген получал "неверные указания" и переставал производить белок.
Дальше вступал в работу фермент Cas-9, но действовал он не как обычно. Ранее "молекулярные ножницы" просто вырезали ненужный участок ДНК, но в данном случае из-за огромного числа мутаций пришлось искать другой путь. Ориентируясь по направляющим РНК-гидам, Cas-9 сделал единый надрез вдоль гена дистрофина в указанных стратегически важных точках, устранив таким образом места сращивания ДНК.
Как только ДНК была успешно отредактирована, выработка белка улучшилась, что соответствующим образом отразилось на работе сердечной мышцы: она окрепла, а сердечная функция восстановилась до почти нормальных показателей.
Отмечается, что работа проводилась на тканях сердечной мышцы, выращенных из плюрипотентных стволовых клеток пациентов с миодистрофией Дюшенна. Клинические испытания нового метода ещё впереди.
"Это важный шаг. Мы надеемся, что технология в конечном итоге облегчит боль и страдания, а возможно, даже спасёт жизни пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна, которые имеют широкий спектр мутаций и, к сожалению, не имеют других вариантов лечения, которое устраняло бы основную причину заболевания", – говорит руководитель исследовательской группы Эрик Олсон (Eric Olson).
По его словам, процедура, которую провела команда, является более аккуратной и эффективной по сравнению с предыдущими методами. Устранение мутаций с "хирургической точностью" – процесс очень сложный, и этот успех даёт надежду, что по той же технологии можно будет исправлять и другие мутации, являющиеся причинами страшных болезней.
"Это новая концепция, – отмечает соавтор работы профессор Ронда Бассель-Дюби (Rhonda Bassel-Duby). – Мы не только нашли практичный способ лечения многих мутаций, мы разработали менее разрушительный метод – "перескочить" через дефектную ДНК вместо того, чтобы удалить её. Геном хорошо структурирован, и не хочется удалять ту часть ДНК, которая может быть потенциально важной".
Теперь команда намерена продолжить работу: им предстоит доказать безопасность нового метода и повысить точность направляющих "молекулярные ножницы" РНК-гидов.
Авторы также рассказали о трогательном случае (его иллюстрирует главное фото): во время опытов их лабораторию посетил один из пациентов, у которого взяли стволовые клетки для работы. Он уже не мог самостоятельно передвигаться, но, когда он с изумлением следил за результатами редактирования ДНК, это был невероятно вдохновляющий момент для всей команды, рассказывают учёные.
Научная статья по итогам исследования опубликована в издании Science Advances.
Добавим, что ранее для детей с мышечной дистрофией Дюшенна придумали экзоскелеты, помогающие им вновь научиться управлять своими руками.
