Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Наноупаковка для геномного редактора

Геномный редактор CRISPR-Cas9 приспособили для борьбы с болезнями крови

Благодаря этому шанс на лечение получат пациенты с серповидноклеточной анемией и другими похожими заболеваниями

ТАСС

Молекулярные биологи создали наночастицы, с помощью которых геномный редактор CRISPR/Cas9 можно использовать для лечения серповидноклеточной анемии и других болезней крови, которые связаны с появлением опасных мутаций в генах, задействованных в производстве гемоглобина. Статью с результатами их первых опытов опубликовал научный журнал Science Advances (Yang et al., .

Supramolecular nanosubstrate–mediated delivery system enables CRISPR-Cas9 knockin of hemoglobin beta gene for hemoglobinopathies).

«Результаты нашей работы показали, что наночастицы можно использовать для доставки CRISPR/Cas9 в стволовые клетки крови, которые достаточно сложно заражать при помощи вирусов, традиционно применяемых для этих целей. Мы надеемся, что с помощью нашего подхода можно будет бороться с самыми разными формами нарушений в работе гемоглобина», – пишут исследователи.

По статистике Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), от серповидноклеточной анемии и других болезней, которые связаны с мутацией в гене HBB, отвечающем за синтез гемоглобина, страдают примерно 420 млн людей по всему миру. Пока у ученых нет действенных методик борьбы с этими болезнями, кроме подавления их симптомов и различных внешних проявлений.

Китайские и американские молекулярные биологи под руководством профессора Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) Дональда Кона сделала первый шаг к созданию терапии, которая позволила бы пациентам избавиться от подобных мутаций. Ключевым элементом их метода стал геномный редактор CRISPR/Cas9.

Его открыли в начале 2010 годов будущие нобелевские лауреаты Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна при изучении бактерий. CRISPR/Cas9 состоит из двух частей – белка Cas9, который разрезает ДНК клеток, а также набора коротких молекул РНК, которые этот фермент использует в качестве своеобразных «шаблонов» для распознавания тех последовательностей нуклеотидов, которые нужно вырезать из генома.

Как правило, молекулы Cas9 и «шаблонов», нитей так называемой «направляющей РНК», вводятся в клетки человека или животных с помощью специальных вирусов, очищенных от опасного содержимого. В случае со стволовыми клетками крови и их прародителями в костном мозге это сделать достаточно сложно из-за больших размеров Cas9 и высокой стоимости реагентов.

Кон и его коллеги задумались, можно ли для доставки в стволовые клетки крови молекул Cas9, «шаблонов» и корректных копий гена HBB использовать наночастицы, которые проникают в клетки человека. Подобные методы уже успешно применялись для достаточно простых процедур, подразумевающих удаление поврежденных участков ДНК, однако пока ученые не использовали наночастицы для замены одной копии гена на другой.

Кон и его коллеги решили эту проблему, создав пористые полимерные наночастицы, которые состоят из трех различных органических компонентов. Такие структуры, как показывают опыты на культурах клеток, легко проникают внутрь них и там разлагаются, выпуская свое содержимое в их цитоплазму.

Создав два разных типа подобных наночастиц, ученые заполнили их копиями белка Cas9, копиями гена HBB, а также РНК-шаблонами. Последние заставляли фермент вырезать один из участков мусорной ДНК в девятнадцатой хромосоме, который не связан с жизненно важными функциями организма.

Работу этих наночастиц ученые проверили на культурах стволовых клеток крови, полученных от больных, страдающих от серповидноклеточной анемии. Эти эксперименты показали, что наночастицы проникли примерно в 21% клеток и успешно отредактировали их геном, вставив в них инструкции по производству светящейся версии гемоглобина. Вероятность этого, как отмечают исследователи, значительно повышалась при использовании разных наночастиц для доставки геномного редактора и копий гена HBB.

Часть этих «перепрограммированных» стволовых клеток ученые ввели в организм мышей и проследили за их размножением. Оказалось, что стволовые клетки не потеряли новой копии HBB и проявляли никаких аномалий в своей жизнедеятельности.

Успешное завершение этих опытов, как считают Кон и его коллеги, открывает дорогу для использования CRISPR/Cas9 не только для лечения серповидноклеточной анемии, но и других болезней, связанных с мутациями в HBB. В их число, к примеру, входит бета-талассемия, возникающая в результате появления сразу нескольких мутаций в HBB. В ближайшее время генетики планируют провести опыты такого рода на мышах.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

генотерапия наследственные болезни РНК-интерференция Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

А смысл?

Спустя несколько лет после появления первого антисмыслового препарата на разных стадиях разработки находится еще около сотни.

читать

Заглушка для мутации

Терапия антисмысловыми олигонуклеотидами мРНК привела к улучшению когнитивных функций у мышей и обезьян с болезнью Хантингтона.

читать

Генотерапия для продления жизни и лечения болезней: от червяка к человеку

«Таблетки долголетия», уже найденные для червяков, для человека пока не разработаны. Тем не менее, сегодня ведется активный поиск методов методов генной терапии и для продления человеческой жизни, и для лечения тяжелых болезней.

читать

CRISPR лечит слепоту

Технология редактирования генов позволила восстановить сетчатку и зрительные функции у мышей, страдающих амаврозом Лебера.

читать

Полный список снипов

Российские ученые составили самый полный перечень заболеваний, для лечения которых могут использоваться системы редакторов оснований.

читать

Прицел на РНК

Модифицированная система редактирования генома вылечила мышечную дистрофию у мышей, редактируя патологическую версию мРНК.

читать