Новый модифицированный белок CRISPR помещается в вирус для генной терапии

Исследователи разработали новую версию ключевого белка CRISPR для редактирования генов, которая демонстрирует высокую эффективность и достаточно мала, чтобы быть упакованной в непатогенный вирус для доставки в целевые клетки. Хунцзянь Ван и его коллеги из Уханьского университета (Китай) представили эти результаты в журнале PLOS Biology.

CRISPR-системы, которые естественным образом встречаются у многих бактерий как защита от вирусов, активно исследуются как потенциальные методы лечения болезней человека. Эти системы полагаются на так называемые CRISPR-ассоциированные (Cas) белки, среди которых Cas9 и Cas12a — два наиболее широко используемых типа, каждый со своими особенностями.

Перспективная идея — упаковать белки CRISPR в непатогенный вирус, который доставит их в целевые клетки для модификации конкретных участков ДНК. Однако часто используемый адено-ассоциированный вирус (AAV) мал, и хотя некоторые белки Cas9 помещаются внутрь, белки Cas12a обычно слишком велики.

Теперь Ван и его коллеги идентифицировали относительно небольшую версию Cas12a, названную EbCas12a, которая встречается в природе у бактерий класса Erysipelotrichia. Заменив одну из аминокислотных "строительных единиц" белка на другую, они повысили его эффективность редактирования генов.

При применении к культивируемым клеткам млекопитающих этот модифицированный белок — enEbCas12a — показал эффективность редактирования, сравнимую с двумя другими белками Cas12a, известными своей высокой точностью.

Исследовательская группа также продемонстрировала, что enEbCas12a достаточно мал для использования в AAV-терапии. Они модифицировали enEbCas12a для нацеливания на ген, связанный с холестерином, упаковали его в вирус и ввели мышам с высоким уровнем холестерина. Через месяц у обработанных мышей наблюдалось значительное снижение уровня холестерина в крови по сравнению с контрольной группой.

Для определения возможности использования enEbCas12a в лечении болезней человека потребуются дополнительные исследования. Тем не менее, эти результаты показывают, что доставка белков Cas12a с помощью адено-ассоциированного вируса для генной терапии может быть возможна.

Авторы добавляют: "Новый компактный enEbCas12a вместе с его crRNA может быть упакован в единую AAV-систему для удобного редактирования генов in vitro и in vivo с высокой точностью, что может быть очень полезно для будущих клинических применений и разработки новых инструментов, включая единые AAV-системы для редактирования нескольких генов, базового редактирования, праймерного редактирования и т.д."