Редактирование генов для лечения наследственных болезней

Технологию редактирования генов CRISPR впервые используют для борьбы с наследственными болезнями. О планах начать клинические испытания объявила компания CRISPR Therapeutics, основанная одной из пионеров CRISPR Эммануэль Шарпентье. Компания обратилась к европейским регуляторам с просьбой вынести решение о лечении бета-талассемии с помощью генетического редактирования. Исследование технологии, позволяющей вносить изменения в клетки — предшественники эритроцитов, может начаться уже в следующем году. Одновременно CRISPR Therapeutics подаст заявку в американский профильный регулятор — Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (Food and Drug Administration, FDA) по поводу лекарства для лечения серповидно-клеточной анемии.

Оба заболевания связаны с мутациями в единственном гене HBB, производящем бета-глобин, субъединицу гемоглобина. Одна мутация приводит к низкому производству гемоглобина, а другая проявляется в искажении формы эритроцитов. Обе болезни вызывают анемию, боль и повышенный риск заражения инфекциями. CRISPR Therapeutics разработала способ лечить их одним методом.

Можно было бы ожидать, что целью терапии будет ген HBB, но исследователи пошли иным путем. Они усиливали экспрессию другого гена, который ответствен за производство фетального гемоглобина. Фетальный гемоглобин служит для переноса кислорода между матерью и плодом. Его производство продолжается до возраста шести месяцев, после чего организм переходит на взрослый вариант. Лечение, разработанное CRISPR Therapeutics, заключается в простом снятии запрета на производство фетального гемоглобина.

Из образца крови пациента выделяются кроветворные стволовые клетки. Затем через них пропускается электрический заряд, позволяющий частицам CRISPR проникать в клетки и включать нужный ген. Чтобы освободить место для отредактированных стволовых клеток, существующие клетки костного мозга пациента уничтожаются излучением или высокими дозами химических препаратов. В течение недели после введения новые клетки находят путь в костный мозг и начинают производить эритроциты с эмбриональным гемоглобином.

Эксперименты на культурах клеток человека и животных показали высокую эффективность методики. После редактирования более 80% стволовых клеток содержат по крайней мере одну отредактированную копию гена. Этого достаточно, чтобы повысить уровень экспрессии на 40% и значительно облегчить симптомы пациентов с талассемией и серповидно-клеточной анемией.