Новая технология редактирования генов успешно вылечила генетическое заболевание крови у мышей

Система редактирования генов нового поколения, разработанная учёными из Университета Карнеги-Меллон и Йельского университета, успешно вылечила генетическое заболевание крови у живых мышей с помощью простой внутривенной инъекции. В отличие от популярной технологии CRISPR, новую систему можно вводить живым животным, и она значительно снижает количество нежелательных, побочных мутаций генов. Результаты, опубликованные в Nature Communications, предлагают новый терапевтический подход для лечения генетических заболеваний крови, таких как бета-талассемия и серповидноклеточная анемия, путём нацеливания на дефектные гены в гемопоэтических стволовых клетках.

Новая система основана на передовых молекулах пептидных нуклеиновых кислот (PNA) — синтетической нуклеотидной технологии, разработанной в Центре науки и технологий нуклеиновых кислот (CNAST) Университета Карнеги-Меллон.

Как работает система

В отличие от CRISPR, который использует ферменты, разрезающие ДНК, система PNA не разрезает цепь ДНК. Она состоит из биосовместимых наночастиц, содержащих:

  • Молекулы PNA — синтетические наноразмерные молекулы, которые специфично связываются с целевым участком ДНК, раскрывая двойную спираль.
  • Донорскую цепь ДНК, кодирующую последовательность для функционального гена бета-субъединицы гемоглобина (HBB).
  • Фактор стволовых клеток, усиливающий редактирование генов.

PNA связывается с целевым участком, образуя PNA-ДНК-PNA триплекс. Это позволяет донорской ДНК связаться с дефектным участком и задействовать собственные пути репарации клетки для исправления гена HBB.

Результаты эксперимента

Исследователи внутривенно ввели наночастицы мышам с моделью бета-талассемии. Результаты показали:

  • До 7% успешного редактирования генов в гемопоэтических стволовых клетках.
  • Повышенный уровень гемоглобина в течение нескольких месяцев после лечения.

Это значительное увеличение по сравнению с типичными методами редактирования генов, которые дают успех лишь около 0,1%. Как отметил профессор Дэнит Ли, даже 7% коррекции достаточно для излечения в данной модели болезни.

Ключевые преимущества технологии

  1. Молекула PNA нового поколения (гамма-PNA) — модифицирована полиэтиленгликолевой группой, что делает её водорастворимой, биосовместимой и улучшает связывание с ДНК.
  2. Использование фактора стволовых клеток — повышает эффективность редактирования генов.

Технология использует уже одобренные FDA наночастицы для доставки, что упрощает потенциальный путь к клиническому применению.

2016-10-26