Logo
Cover

Технологию CRISPR уже применяют для лечения взрослых пациентов. Но американские генетики решили пойти дальше. Они разрабатывают метод редактирования генома эмбриона. Некоторым такая процедура спасет жизнь.

CRISPR-инъекции

Затемнение на УЗИ или аномалии, обнаруженные в ходе генетического скрининга, вынуждают многих родителей прерывать беременность. В некоторых случаях хирурги могут провести операцию на плоде, но процедура несет свои риски и не всегда эффективна.

Над новым решением работает группа американских генетиков и хирургов при Пенсильванском университете (США). Исследователи разрабатывают метод редактирования генома на основе технологии CRISPR, который позволит вносить «правки» еще до рождения.

«Мы хотим создать минимально инвазивный метод устранения аномалий, который будет напрямую воздействовать на их генетический источник», — пояснил один из членов команды, детский хирург Уильям Перанту.

Ученые уже испытывают метод на мышах. В ходе эксперимента в плаценту беременной самки ввели CRISPR-элементы. Предварительно их «запрограммировали» на устранение смертельно опасной легочной мутации, которой было подвержено потомство. Компоненты CRISPR попали в амниотическую жидкость, которую вдыхают эмбрионы.

Таким образом, элементы проникали в альвеолярные клетки-предшественники — на их основе формируются различные виды клеток, которые выстилают легкие. Часть из них отвечает за секрецию специального вещества, которое позволяет человеку дышать. Однако мутации белков, лежащих в основе секрета, приводят к врожденным респираторным заболеваниям.

Как раз этой аномалии были подвержены мышата. Часть особей, которая не получила терапию, умерла в течение нескольких часов после рождения. Среди тех, кто получил CRISPR-инъекцию, выжил каждый четвертый. Результаты исследования опубликовали в журнале Science Translational Medicine.

Масса преимуществ

Ранее ученые применили похожий метод редактирования для лечения врожденного нарушения обмена веществ. Генетики заменили одну пару оснований в клетках печени еще не рожденных мышат. В этом эксперименте выжило почти все потомство.

В прошлом году CRISPR-инъекция помогла другой группе ученых избавить мышей от бета-талассемии — наследственного заболевания крови.

Исследователи отмечают, что редактировать геном еще не рожденных пациентов проще, чем геном взрослых. У эмбрионов клетки проходят этап деления, что позволяет быстрее и эффективнее проводить процедуру. После рождения последствия терапии продолжают стремительно распространяться.

У мышей, которые появились на свет в ходе эксперимента, изменениям подверглись лишь 20% клеток легких. Но спустя 13 недель корректирующие элементы затронули уже всю поверхность органа.

Еще одно преимущество заключается в недостаточно развитой иммунной системе. У взрослого пациента она уже сформировалась, поэтому возникает риск отторжения чужеродных элементов, в том числе CRISPR. В случае с эмбрионом вероятность резкого иммунного отклика сводится к нулю. Однако пока неясно, как генетическая инъекция отразится на состоянии матери, а также на ее будущем потомстве.

Этические вопросы

Wired отмечает, что предложенная американскими генетиками методика позволяет редактировать геном на более поздней стадии развития плода. Скорректировать состояние зародыша спустя несколько дней или в первые недели после зачатия не получится. Для этого существует другая методика — редактирование на зародышевой стадии, которое недавно применил китайский биолог Хэ Цзянькуй, вызвав осуждение у всего научного сообщества.

Редактирование на столь раннем этапе приведет к изменениям всех клеток, в том числе тех, которые отвечают за формирование сперматозоидов и яйцеклеток. Иными словами, CRISPR-терапия отразится на потомстве пациента в будущем.

В США подобная практика запрещена. К тому же с точностью установить диагноз в первые недели развития не всегда возможно, и есть риск совершить ошибку.

Несмотря на низкую точность диагностики на ранних сроках, ее все равно применяют все чаще. Ранее Хайтек+ рассказывал о процедуре исследования генома ребенка до рождения, которая в последние годы становится все популярнее в США. Пренатальный неинвазивный скрининг генома (NIPT) можно проводить уже с девяти недель. Он выявляет ряд генетических заболеваний, но точность таких тестов колеблется в пределах 30-44%.