Новая методика основана на исследованиях, которые начались 10 лет назад. Тогда был разработан способ использования редактирования генома CRISPR для введения мышам генетических мутаций, связанных с раком легких. Ученые смогли удалять гены, которые часто теряются в опухолевых клетках легких. Полученные опухоли были похожи на опухоли, возникающие естественным путем. Однако этот метод не позволял создавать точечные мутации (замены одного нуклеотида на другой) или вставки. К 2019 году технологию усовершенствовали, и теперь она позволяла вводить любые точечные мутации, а также удалять их. Метод назвали первичное редактирование.
Теоретически первичное редактирование решает проблему более ранних форм редактирования на основе CRISPR — позволяет создавать почти любой тип мутации. Ученые подсчитали, что в случае успеха такое редактирование можно использовать для генерации 99% небольших мутаций, наблюдаемых у больных раком.
Команда разработала метод для оптимизации эффективности редактирования генома на основе CRISPR. Они обнаружили, что основные направляющие РНК редактирования (pegRNA), которые используются для управления ферментами CRISPR и разрезания генома в определенных местах, имеют разные уровни эффективности. Это приводит к «шуму» в данных от pegRNA и неправильной генерации целевых мутаций. С помощью синтетических сайтов-мишеней исследователи разработали способ определить, насколько точно и эффективно каждая направляющая РНК способна редактировать гены. Этот метод снижает «шум» в данных и повышает точность редактирования генома с использованием CRISPR.
Исследователи провели эксперименты, используя новую методику, чтобы изучить мутации в гене p53, который часто мутирует у больных раком. С помощью данных о секвенировании более чем 40 000 пациентов они выявили более 1000 различных мутаций в гене p53. С использованием своей техники редактирования генома, исследователи внесли эти мутации в клетки рака легких человека и измерили выживаемость клеток, чтобы определить влияние каждой мутации. Результаты показали, что некоторые мутации в гене p53 способствуют росту клеток больше, чем считалось ранее. Это наблюдение позволило исследователям лучше понять эффекты этих мутаций на выживаемость клеток.
Этот метод проще и быстрее, чем любой другой подход. Еще одно преимущество заключается в том, что он редактирует геном, а не вводит искусственную версию мутантного гена.
Исследователи планируют исследовать мутации, обнаруженные в других генах, связанных с раком, чтобы воздействовать на эти мутации и найти потенциальные методы лечения. Это может привести к персонализированному подходу к лечению опухолей, учитывая генетический состав пациентов.
