Редактирование генов исправляет мышечную дистрофию в лаборатории и открывает двери для ее восстановления

Исследователи из Киотский университет (Япония) показывают, как двойное редактирование генов – РНК CRISPR – знаменитые молекулярные ножницы, восстановили функцию белка дистрофина в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках, полученных от пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна.

В результате терапии были удалены большие участки гена дистрофина, что позволило клеткам пропустить дефектные или смещенные участки генетического кода. Это генерирует усеченные, но функциональные белки для широкого спектра мутаций, связанных с заболеванием.

«Двойной CRISPR-Cas3 — многообещающий инструмент для индукции гигантской геномной делеции и восстановления белка дистрофина путем индуцирования пропуска нескольких экзонов», — объясняет ведущий автор Акицу Хотта. «Мы надеемся, что это исследование прольет свет на новые способы лечения пациентов с МДД. и другие генетические нарушения, требующие обширных делеций».

Из-за значительных различий в паттернах мутаций, влияющих на ген дистрофина, удаление небольшого участка гена можно использовать только у ограниченного числа пациентов с МДД. Например, наиболее распространенный моноэкзонный пропуск экзонов 51, 53 и 45 может наблюдаться у 13%, 8% и 8% пациентов с МДД соответственно.

Множественный пропуск экзонов (MES) имеет широкое применение к различным моделям мутаций МДД. По оценкам, воздействие на «горячие точки» мутации в гене дистрофина экзонах MES с 45 по 55 приносит пользу более чем 60% пациентов с МДД.

несколько техник

К сожалению, существует мало методов, позволяющих вызвать большую делецию, охватывающую целевые экзоны, простирающиеся на несколько сотен тысяч оснований.

Чтобы преодолеть это препятствие, Хотта и его команда использовали CRISPR-Cas3 индуцировать делецию до 340 тысяч оснований в области экзона дистрофина 45-55 при различных паттернах мутаций МДД.

Поскольку редко можно было увидеть делецию более 100 килобаз с использованием одной РНК CRISPR, которая помогает найти правильный сегмент ДНК, исследователи использовали пару РНК CRISPR, вкрапляющих целевую геномную область.

Исследователи признают возможное ограничения двойной системы РНК CRISPR. Во-первых, существуют различия в схемах удаления, и невозможно полностью контролировать точные начальные и конечные точки удаления. «Это может быть неудобно, когда требуется большое, но точное удаление.«, — объясняют они.

Во-вторых, исследование не продемонстрировало функциональность восстановленного белка дистрофина. В-третьих, необходимо разработать другие методы для повышения общей эффективности редактирования генома системы Cas3.

«Наша система двойного Cas3 может быть применена в будущей генной терапии, как только мы сможем безопасно и эффективно доставлять компоненты двойного Cas3 in vivo в ткани скелетных мышц», — сказал Хотта. Способность вызывать делецию нескольких сотен тысяч оснований ДНК также имеет широкое применение для фундаментальных исследований, когда необходима большая делеция».