Новая техника CRISPR/Cas9 исправляет муковисцидоз в культивированных человеческих стволовых клетках

Исследователи из группы Ханса Клеверса (Институт Хубрехта) исправили мутации, вызывающие муковисцидоз, в культивированных человеческих стволовых клетках. В сотрудничестве с UMC Utrecht и Институтом Онкод они использовали технику prime editing для замены «дефектного» участка ДНК на здоровый. Исследование, опубликованное в Life Science Alliance 9 августа, показывает, что prime editing безопаснее традиционной техники CRISPR/Cas9.

Коррекция мутаций муковисцидоза

Ученым удалось исправить мутации, вызывающие муковисцидоз, в человеческих кишечных органоидах. Эти органоиды, или мини-органы, представляют собой крошечные 3D-структуры, имитирующие функцию кишечника пациентов с муковисцидозом. Они были ранее созданы той же исследовательской группой из стволовых клеток пациентов и хранились в биобанке в Утрехте. В исследовании техника prime editing использовалась для замены мутировавшего участка ДНК на здоровый в этих органоидах.

Безопаснее, чем CRISPR/Cas9

Prime editing — это новая версия более известной техники редактирования генов CRISPR/Cas9. CRISPR/Cas9 разрезает ДНК перед исправлением, что может вызывать повреждения в других областях генома. «В нашем исследовании prime editing доказала свою безопасность по сравнению с традиционным CRISPR/Cas9. Она может встроить новый фрагмент ДНК, не вызывая повреждений в других частях ДНК. Это делает технику многообещающей для применения у пациентов», — говорит первый автор публикации Мартен Гертс.

Набухание как доказательство успеха

Мутации, вызывающие муковисцидоз, локализованы в CFTR-канале. Из-за мутаций канал работает неправильно, и слой слизи, покрывающий клетки, содержит слишком мало воды, становясь липким. Добавление вещества форсколина заставляет здоровые органоиды набухать, но этого не происходит в органоидах с мутациями в CFTR-канале. «Мы применили prime editing к мутациям, после чего обработанные органоиды продемонстрировали такую же реакцию, как и здоровые: они набухли. Это стало для нас доказательством, что наша техника сработала и заменила мутировавшую ДНК», — объясняет Гертс.

Шаг к лечению генетических болезней

Теперь, когда исследователи показали, что мутации, вызывающие муковисцидоз, можно безопасно исправить, клиническое применение стало на шаг ближе. «Новые варианты CRISPR/Cas9, такие как prime editing, могут безопасно исправлять мутации, не вызывая повреждений в других областях ДНК. Это, мы надеемся, позволит нам в будущем лечить или даже предотвращать генетические заболевания». Однако перед этим ученым еще предстоит решить ряд задач, например, адаптировать технику для безопасного использования на людях. «Но это большой шаг к успешному применению prime editing в клинике», — заключает Гертс.