Улучшенная доставка CRISPR для лечения генетических заболеваний

Исследователи MIT разработали новый, более эффективный и потенциально более безопасный метод доставки компонентов системы редактирования генома CRISPR для лечения заболеваний, вызванных дефектными генами.

Суть метода

Технология CRISPR/Cas9 позволяет вырезать определённую последовательность ДНК и заменить её на исправленную. Ключевая задача — безопасно доставить «ремонтный комплект» (фермент Cas9, направляющую РНК и исправленную копию гена) в поражённые клетки.

Новый подход объединяет два метода доставки:

1. Вирусный вектор на основе адено-ассоциированного вируса (AAV) доставляет направляющую РНК и матричную ДНК для исправленного гена.
2. Липидные наночастицы доставляют матричную РНК (mRNA), кодирующую фермент Cas9.

Сначала вводится AAV, давая клеткам время начать производство направляющей РНК и матрицы ДНК. Через неделю вводятся наночастицы с mRNA Cas9, что запускает кратковременное производство фермента Cas9 непосредственно в клетках.

Результаты и преимущества

В исследовании на мышах с тирозинемией (редкое заболевание печени, вызванное мутацией гена) новый метод позволил исправить дефектный ген в 6% клеток печени — этого оказалось достаточно для излечения животных.

Ключевые улучшения по сравнению с предыдущими методами:

• Эффективность: исправление в ~1 из 16 клеток, что в 15 раз выше, чем в исследовании 2014 года.
• Безопасность: mRNA Cas9 быстро деградирует в клетках, предотвращая длительное присутствие фермента и снижая риск нецелевого редактирования генома.
• Точность: «Очень высокий уровень целевых эффектов при практически полном отсутствии нецелевых», — отмечает ведущий автор Хао Инь.

Перспективы

Метод имеет потенциал для лечения широкого спектра заболеваний, особенно печени. Используемые компоненты (липидные наночастицы и AAV) уже находятся в стадии клинических разработок для других целей, что облегчает возможный переход к испытаниям на людях.

«Это открытие действительно нас воодушевляет, потому что заставляет думать, что эта система репарации генов может быть использована для лечения целого ряда заболеваний», — говорит соавтор работы Дэниел Андерсон.

Исследователи подали заявки на патенты данной технологии.