Используя новую технологию восстановления генов болезней – широко обсуждаемое редактирование генов CRISPR / Cas9 – исследователи из Университета Айовы в сотрудничестве с офтальмологами Медицинского центра Колумбийского университета исправили мутацию гена, вызывающую слепоту, в стволовых клетках, полученных от пациента. Результат вселяет надежду на то, что когда-нибудь глазные болезни можно будет лечить с помощью персонализированной и точной медицины, в которой собственные клетки пациентов используются для выращивания замещающей ткани.
С целью восстановления ухудшающейся сетчатки у пациентов с наследственным заболеванием слепоты, Х-сцепленным пигментным ретинитом (XLRP), Александр Басюк, доктор медицинских наук, и Винит Махаджан, доктор медицинских наук, возглавляли группу исследователей, которые генерировали стволовые клетки из клетки кожи пациента, а затем восстановили поврежденный ген. Техника редактирования настолько точна, что исправила единственное изменение ДНК, которое повредило ген RPGR. Что еще более важно, скорректированная ткань была получена из собственных стволовых клеток пациента, и поэтому потенциально может быть трансплантирована без необходимости во вредных лекарствах для предотвращения отторжения ткани. Исследование было опубликовано янв. 27 в журнале Scientific Reports.
"С помощью редактирования генов CRISPR человеческих стволовых клеток мы теоретически можем трансплантировать новые здоровые клетки, которые происходят от пациента после исправления их специфической генной мутации, " говорит Махаджан, доцент кафедры офтальмологии и визуальных наук Медицинского колледжа У.И. Карвера. "А заболевания сетчатки являются идеальной моделью для терапии стволовыми клетками, потому что у нас есть передовые хирургические методы, позволяющие имплантировать клетки именно там, где они необходимы."
Исследование было "доказательство концепции" эксперимент, показывающий, что можно не только исправить редкую генную мутацию, но и то, что это можно сделать в стволовых клетках пациента. Использование стволовых клеток является ключевым моментом, поскольку их можно перепрограммировать в клетки сетчатки.
Технология CRISPR смогла исправить мутацию RPGR в 13 процентах стволовых клеток, что является практически приемлемым показателем коррекции.
Басук отмечает, что этот результат особенно обнадеживает, потому что мутация гена находится в очень повторяющейся последовательности гена RPGR, где может быть сложно отличить одну область от другой. Фактически, изначально определение последовательности ДНК в этой части гена было сложной задачей. Было неясно, сможет ли CRISPR / Cas9 найти и исправить "точечная мутация."
"Мы не знали до того, как начали, сможем ли мы исправить мутацию," – говорит Басук, доцент педиатрического отделения Stead Family детской больницы Университета Айовы.
Разработанный всего три года назад, CRISPR / Cas9 был провозглашен крупным прорывом в генной инженерии, позволив ученым легко, точно и относительно дешево вносить определенные изменения в ДНК в клетках и экспериментальных животных.
Эта технология еще не использовалась на людях, поэтому сохраняются опасения по поводу безопасности, связанные с возможностью непредвиденных генетических изменений. Кроме того, возникают этические проблемы, учитывая способность этого метода вносить постоянные генетические изменения в сперматозоиды и яйцеклетки. Тем не менее, возможность исправить больные гены имеет огромный потенциал.
"Еще есть над чем поработать," говорит Стивен Цанг, доктор медицины, соавтор и доцент офтальмологии в Медицинском центре Колумбийского университета. "Прежде чем перейти к пациентам, мы хотим убедиться, что мы изменяем только эту конкретную мутацию и не вносим других изменений в геном."
Басюк добавляет, "Я думаю, что у пациентов с этим дегенеративным заболеванием сетчатки есть надежда в реальном времени."