Генетики Інституту Гладстона і Каліфорнійського університету в Сан-Франциско розробили метод генетичного редагування, який дозволяє замінювати в клітині цілі гени. Причому за один прогін можна редагувати до мільярда клітин. Перше застосування нового методу вчені бачать в лікуванні множинної мієломи.
Кристалічна структура протеїну Cas9. Гідова РНК дозволяє знайти цільовий фрагмент ДНК. Вікіпедія
Метод редагування генома CRISPR-Cas9 став справжнім проривом за останні 10 років. Творці цього методу Дженіфер Дудна і Емманюель Шарпентьє удостоєні Нобелівської премії. Але дотепер – це був все-таки штучний метод, технологічно досить складний і дорогий.
Головним підходом було (і досі залишається) використання “вірального вектора”. Суть його в наступному. Для доставки генетичного матеріалу в клітину використовується вірус. Він прекрасно пристосований для того, щоб проникати в клітину. Генетики видаляють з вірусу всю його шкідливу начинку і вставляють в нього механізм редагування генома — CRISPR-Cas9. Вірус доставляє генетичний механізм в ядро клітини, і CRISPR-Cas9 редагує ДНК. Наприклад, видаляє ділянку, що містить генетичний збій і вставляє невеликий фрагмент нормальної ДНК (фрагмент завжди короткий — безпомилково замінити цілий ген не вдається).
Цей метод далеко недосконалий і важкий у використанні, але генетика розвивається. І ось в новій роботі показано, як обійтися без вірусу і при цьому замінити в ДНК цілий ген. Причому вдалося це зробити швидко і відносно дешево.
Мікрофотографія пухлинних клітин при мієломі Вікіпедія пухлинні клітини видно за численними вкрапленнями тілець Рассела.
Генетики Інституту Гладстона і Каліфорнійського університету в Сан-Франциско розробили метод, який дозволяє вводити в клітину довгі послідовності ДНК точно в потрібне місце генома без використання вірусу. Щоб відмовитися від вірусної доставки, необхідно створити штучний механізм проникнення в клітину. Це вдалося зробити в 2019 році, коли генетики навчилися «розсовувати» клітинну мембрану, не пошкоджуючи клітину.
Іншим важливим кроком стала відмова від доставки дволанцюгової (тобто звичайної) ДНК. Виявилося, що розчин, який містить звичайну ДНК, – вкрай токсичний для клітин. А ось один ланцюжок на клітини не впливає. Генетики сконструювали одноланцюгову ДНК з короткими дволанцюговими кінцями, до одного з яких «приклеєний» білок Cas-9, який і ріже цільову ДНК (ту в яку потрібно внести зміни).
Все це дозволило запустити редагування відразу цілого мільярда клітин. І зробити це під надійним контролем. Причому метод дозволив замінювати цілі гени – десятки тисяч нуклеотидів.
Перше застосування нового методу, які мають намір реалізувати генетики — це лікування мієломи, раку кісткового мозку. Для цього новим методом будуть таким чином відредаговані Т-клітини пацієнта, щоб вони впевнено знаходили і знищували ракові клітини.
Новий метод може стати сильним поштовхом у розвитку і широкому застосуванні генної терапії. Сьогодні генна терапія – високоефективний, але дуже дорогий метод лікування. Один укол може коштувати 2 мільйони доларів. Хоча і потрібен тільки один, але далеко у кожної людини є така сума, і ніяка страховка її не покриє.