Прицел на РНК
Миотоническая дистрофия I типа является наиболее распространенным типом мышечной дистрофии у взрослых. Люди с этим заболеванием наследуют повторяющиеся сегменты ДНК, которые приводят к токсическому накоплению повторяющейся РНК-посредника, который переносит генетическую информацию от ДНК в механизм клеточного производства белка. В результате люди, родившиеся с миотонической дистрофией, испытывают прогрессирующее мышечное истощение и слабость, а также множество других тяжелых симптомов.
CRISPR-Cas9 – это метод редактирования генома, который все чаще используется в попытках исправить дефекты ДНК, связанные со множеством заболеваний. Несколько лет назад исследователи Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего модифицировали этот метод, чтобы вместо ДНК редактировать РНК (метод RCas9).
В новом исследовании группа Джина Йео показала, что одна инъекция генной терапии RCas9 может уничтожить токсичную РНК и почти полностью изменить симптомы у мышиной модели миотонической дистрофии.
Стандартная CRISPR/Cas9 направляет фермент Cas9 на разрезание определенного целевого гена (ДНК), тем самым позволяя исследователям инактивировать или заменить его на здоровый. RCas9 работает аналогично, но фермент Cas9 направляется к молекуле РНК, а не ДНК.
В исследовании 2016 года группа Йео продемонстрировала, что RCas9 успешно отслеживает РНК в живых клетках. В исследовании 2017 года на лабораторных моделях и клетках, полученных от пациентов, группа использовала RCas9 для устранения 95% аберрантной РНК, связанной с миотонической дистрофией 1 и 2 типа, одним из типов БАС и болезнью Хантингтона.
Новое исследование подтвердило эффективность RCas9, обратив вспять течение миотонической дистрофию 1 типа в живом организме – мышиной модели заболевания.
Мышечная ткань мышиной модели миотонической дистрофии: волокна с RCas9 (зеленый цвет) не имеют токсичной РНК (красный цвет), тогда как в волокнах без RCas9 (черный цвет) присутствует токсичная РНК.
RCas9 – это разновидность генной терапии. Исследователи загрузили RCas9 внутрь ослабленного вируса, который необходим для доставки системы внутрь клеток. Они ввели части мышей однократную дозу терапии, другой – имитацию лечения.
RCas9 уменьшил количество аберрантных повторов РНК более чем на 50%, результат немного варьировал в зависимости от ткани. Мыши, подвергшиеся лечению, стали практически неотличимы от здоровых мышей.
Исследователи опасались, что белки RCas9, полученные из бактерий, могут вызвать иммунную реакцию у мышей и быстро исчезнуть, поэтому они на время лечения подавили иммунную систему животных. В результате вирусный вектор и его груз сохранились невредимыми и выполнили работу. Более того, отсутствовали признаки повреждения мышц, наоборот, группа отметила повышение активности генов, участвующих в формировании новых мышц.
По крайней мере 20 генетических заболеваний человека вызваны накоплением повторяющихся РНК, поэтому система CRISPR-Cas9, нацеленная на РНК, имеет потенциал стать эффектиным методом терапии этих неизлечимых болезней.
Пока неизвестно, будут ли методы лечения на основе RCas9 работать у людей и могут ли они вызывать вредные побочные эффекты, например, нежелательную иммунную реакцию. Будут продолжены доклинические исследования, и они помогут исследователям определить потенциальную токсичность и оценить долгосрочное воздействие метода.
Статья R.Batra et al. The sustained expression of Cas9 targeting toxic RNAs reverses disease phenotypes in mouse models of myotonic dystrophy type 1 опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам UC San Diego News Center: Twist on CRISPR Gene Editing Treats Adult-Onset Muscular Dystrophy in Mice.