CRISPR: мощный инструмент с непредсказуемыми последствиями для хромосом

Новое исследование из Wellcome Sanger Institute, опубликованное в Nature Biotechnology, выявило серьёзные и масштабные повреждения хромосом после применения CRISPR-Cas9, что ставит вопросы о безопасности технологии.

Суть открытия

Исследователи Аллан Брэдли, Майкл Косицки и Кярт Томберг изучали последствия редактирования в стволовых клетках мышей и "иммортализованных" клетках сетчатки человека. Вместо ожидаемых точечных исправлений они обнаружили:

  • Обширные делеции (потери) участков ДНК длиной до 9500 пар оснований от места разреза.
  • Инсерции (вставки) и сложные перестройки.
  • Транслокации — перемещение генетического материала в другие участки хромосом.
  • Точечные мутации (SNPs) даже за пределами целевого сайта.

Повреждения носят хаотичный и непредсказуемый характер. "Множество различных генных мутаций, полученных в ходе редактирования миллиардов клеток, делает вероятным наличие у одной или нескольких клеток в каждом протоколе важного патогенного повреждения", — заключают авторы.

Реакция научного и биотехнологического сообщества

  • Опасения: Стив Грей, пионер генной терапии, указывает на нерешённые вопросы безопасности: "CRISPR может поучиться у истории генной терапии последствиям слишком быстрого движения, когда базовая биология и риски до конца не изучены".
  • Снижение опасности: Компании-разработчики (Intellia Therapeutics, Editas Medicine) считают, что масштабные делеции — часть естественного процесса репарации ДНК, присущего любой технологии редактирования генома. Они подчёркивают, что в доклинических исследованиях на животных (мыши, обезьяны) с использованием, например, липидных наночастиц для доставки в клетки печени признаков рака не обнаружено.
  • Влияние типа клеток: Эрик Олсон отмечает, что CRISPR может быть безопаснее для неделящихся клеток (например, мышечных или сердечных), которые не могут стать раковыми. Его команда использует альтернативный фермент Cpf1 для лечения мышечной дистрофии Дюшенна.

Контекст и будущее

Несмотря на ажиотаж, на портале ClinicalTrials.gov зарегистрировано всего 17 исследований с использованием CRISPR, многие из которых носят предварительный или непрямой характер.

Француз Андерсон, руководивший первым клиническим испытанием генной терапии в 1990 году, проводит аналогию: "Сначала — огромный энтузиазм из-за новых возможностей. Затем обнаруживаются вредные побочные эффекты, и энтузиазм резко сдерживается. После долгой и упорной работы реализуется полная ценность технологии".

Вывод: CRISPR-Cas9 остаётся мощным инструментом, но его путь в клинику требует тщательной оптимизации множества переменных: механизмов репарации, методов доставки, типов клеток и молекулярных "ножниц". Непредсказуемое повреждение генома — это проблема, которую предстоит решить.

2018-08-10