Уральские ученые разрабатывают технологии для коррекции генетических дефектов

Сегодня первичные иммунодефициты лечат заместительной терапией и  трансплантацией гемопоэтических стволовых клеток. Но  лечение таких болезней обещает стать более эффективным при помощи замены генетических дефектов в  ДНК человека. Об  этом рассказал старший научный сотрудник кафедры иммунохимии УрФУ и  Института иммунологии и  физиологии УрО РАН Михаил Болков в  эфире радио «Комсомольская правда».

«В  настоящее время описано более 500 молекулярно-генетических дефектов, которые влияют на  иммунную систему. Мы  знаем, что около 2  % жителей Земли так или иначе страдают от  недугов, связанных с  иммунной системой, но  не  знают, чем вызвана их  болезнь. Они ходят по  разным врачам, но  не  могут найти причину, так как не  знают, что у  них есть генетическая предрасположенность, нарушение в  работе генома. Поэтому мы  занимаемся генетической диагностикой, ищем нарушения в  работе иммунитета и  соответствующих последовательностей ДНК, а  наши коллеги в  мире разрабатывают технологию модификации клеток для замены нарушенной последовательности генов на  правильную»,  — отмечает Михаил Болков.

Технология CRISPR-Cas9 была открыта благодаря тому, что удалось узнать об  иммунитете у  бактерий. У  них есть гены CRISPR, с  помощью которых они запоминают в  своей ДНК фрагмент вируса, а  благодаря Cas разрезают геном вируса, который попал в  бактерию, поэтому терапия бактериальных инфекций бактериофагами (вирусами бактерий) не  всегда эффективна. Ученые научились использовать систему CRISPR-Cas9, указывая вместо фрагмента вируса целевой участок генома человека, к  которому нужно прицелиться. В  результате можно исправлять мутации и  ошибки генома, на  этом будет построено современное лечение генетических болезней, в  т.  ч. врожденных ошибок иммунитета или первичных иммунодефицитов.

«Поэтому наша задача заключается в  том, чтобы исправить это нарушение в  клетке, сделать „заплатку“ на  месте генетического дефекта. Для этого мы  берем фермент, который защищает от  вирусов бактерии и  распознает последовательности нуклеиновых кислот в  РНК вируса. Мы  задаем ферменту маркер нужного места в  ДНК, и  он  разрезает ДНК в  нужном месте, откуда мы  вырезаем поврежденный участок генома и  вставляем правильный»,  — добавляет Михаил Болков.

Сейчас технологии модификации генетических заболеваний находятся на  этапе разработки и  проверки. Процесс их  испытаний очень длителен  — начиная с  проверки отдельной клетки, ученые затем переносят процесс лечения на  животных. Как поясняет Михаил Болков, лечение людей с  помощью таких технологий пока недоступно, но  проведение дорогостоящих операций для лечения сложных заболеваний станет возможным в  ближайшие несколько лет.

Справка

CRISPR  — это система специфического иммунитета бактерий. CRISPR-системы состоят из  повторяющихся последовательностей генома, в  которые записывается информация о  проникновении вирусов в  организм, и  Cas-белков, обеспечивающих молекулярный механизм иммунитета. В  ответ на  инфекцию клетка с  CRISPR вырезает из  чужеродного генома небольшой фрагмент и  достраивает к  концу своей последовательности еще одну или несколько единиц «повтор/спейсер». Добавленные спейсеры аналогичны участкам вирусного генома. При этом бактерии приобретали устойчивость к  данному вирусу. Если изменить последовательность нуклеотидов добавленного спейсера или вообще вырезать спейсер, то  приобретенная устойчивость к  вирусу теряется. Высокоэффективное узнавание ДНК, лежащее в  основе работы CRISPR, служит для точных манипуляций, т.  е. технологий геномного редактирования.