Американским биоинженерам на основе самых современных методов генной инженерии впервые удалось отредактировать геном стволовых клеток у пациентов с пигментным ретинитом.
Это опасное наследственное заболевание, которое часто приводит к слепоте. К сожалению, в настоящее время лечения этой тяжелой болезни не существует, есть лишь методы, которые позволяют ее замедлить.
По словам авторов, их исследование может привести к созданию нового метода лечения пигментного ретинита, когда из фибробластов (клеток кожи) самих пациентов будут получать стволовые клетки, редактировать их геном, превращать их в клетки сетчатки, а затем имплантировать обратно в организм. Так можно будет заменить клетки с мутацией, вызывающей заболевание, на новые, здоровые и остановить у больных потерю зрения.
Самые современные исследования в области «генетической хирургии»
Из фибробластов пациентов с пигментным ретинитом ученые получили индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC). Эти клетки также несли мутацию гена, вызвавшего болезнь. Чтобы отредактировать их геном ученые использовали так называемый «генетический скальпель» - CRISPR/Cas9 систему.
В основе работы CRISPR/Cas9-системы лежит белок Cas9, разрезающий двуцепочечную цепь ДНК клетки, чтобы туда можно было вставить нужный отрезок. С помощью РНК-гидов, коротких направляющих последовательностей РНК, можно показывать Cas9 место, где необходимо выполнить разрез.
Использовать CRISPR/Cas9 систему для редактирования генома стали совсем недавно. Но исследований в этой области в настоящее время проводится множество.
Например, в прошлом году китайскому молодому ученому и его команде удалось с помощью этой системы отредактировать геном эмбриона с мутацией, вызывающей смертельное нарушение системы кроветворения – бета-талассемии.
Совсем недавно биоинженерам из Медицинского центра Седарс-Синай (США) удалось вылечить крыс с пигментным ретинитом, отредактировав их геном также с помощью CRISPR/Cas9-системы.
А вот эксперимент по редактированию генома стволовых клеток взрослых людей проводился впервые.
Вырезав в iPSC с помощью CRISPR/Cas9-системы ген RGPR с мутацией, вызвавшей пигментый ретинит, ученые вставили на его место неповрежденный здоровый ген.
Что можно сделать в будущем
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки с уже отредактированным геномом можно превратить в клетки сетчатки с помощью определенных транскрипционных факторов. Ведь стволовые клетки имеют в себе огромный потенциал и способны превращаться в клетки разных органов и тканей. Сейчас уже известно, как заставить стволовые клетки стать клетками сетчатки.
Затем клетки сетчатки, которые уже не несут в себе мутацию, вызвавшую пигментный ретинит, можно будет имплантировать пациентам, чтобы вернуть зрение, говорят авторы.
Поскольку больным будут имплантироваться клетки, полученные из их же собственного организма, то можно не опасаться самой серьезной проблемы при трансплантации – отторжения имплантов иммунной системой.
«Скорее всего, впервые CRISPR/Cas9-система для редактирования генома будет использована в клинической практике именно для лечения различных болезней, связанных с потерей зрения. Конечно, пока до этого далеко. Но мы сделали первый шаг», - говорит ведущий автор исследования профессор Стефан Цанг (Stephen Tsang) из Медицинского центра Колумбийского университета.
О результатах своей работы авторы сообщают в свежем выпуске журнала Scientific Reports.
