Учёным удалось вылечить гемофилию с помощью CRISPR/Cas9

CRISPR/Cas9, мощный инструмент для редактирования генома, открывает многообещающие перспективы коррекции мутаций, вызывающих заболевания. Учёные из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете (Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania) впервые использовали этот подход для лечения гемофилии. Они разработали метод доставки основных компонентов системы редактирования генов на основе CRISPR/Cas9 в клетки мышей, страдающих гемофилией B. Это заболевание, также известное как «дефицит фактора IX», вызывается отсутствием или дефектом белка, образующего тромбы. Результаты исследования будут представлены на 58-м ежегодном собрании Американского общества гематологии (American Society of Hematology) в Сан-Диего.

Многие моногенные заболевания, такие как гемофилия, вызываются различными изменениями в одном единственном гене, а не какой-то одной распространённой мутацией. Поэтому перед учёными встала задача создания такого вектора (переносчика генов), который можно было бы использовать у пациентов с различными мутациями. Проведённая работа стала доклиническим испытанием такого подхода к направленному воздействию на ген при помощи CRISPR/Cas9, который был бы применим у большинства пациентов, страдающих определённым заболеванием, в частности, гемофилией B. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention) гемофилия встречается в среднем у 1 из 5000 новорождённых.

«В сущности, мы вылечили мышь», — сказала ведущий автор исследования Лили Ван (Lili Wang), доцент Программы генной терапии (Gene Therapy Program) Пенсильванского университета.

Чтобы проверить новый подход, группа исследований провела эксперимент на мышах, у которых синтез фактора IX был выключен. Учёные использовали два вектора. В первом из них система редактирования генов SaCas9 управлялась специфическим для печени промотором. Он обеспечил доставку генетического «инструмента» собственно в печень, туда, где в норме синтезируется фактор IX. Принципиальным отличием нового исследования от предыдущих опытов использования CRISPR/Cas9 в Программе генной терапии Пенсильванского университета стало применение второго вектора. Он содержал последовательность РНК, нацеленную на 5’-конец второго экзона гена фактора IX у мышей и частичную последовательность кДНК (комплементарной ДНК), связанной с синтезом фактора IX у людей, что сделало метод более точным и мощным.

Исследователи использовали аденоассоциированные вирусы для доставки этих компонентов в клетки печени мышей. Разработанная учёными стратегия предполагала использование гомологичной рекомбинации на основе CRISPR для встраивания фрагментов человеческой кДНК в место расположения гена, ответственного за синтез фактора IX в геноме мыши.

«Точное введение приводит к экспрессии гибридного гиперактивного белка фактора IX под управлением собственных промоторов мыши», — пояснила Ван.

Введение новорождённым и взрослым мышам двух векторов с постепенном увеличением доз привело к появлению устойчивой активности фактора IX на нормальном уровне и выше на протяжении четырёх месяцев. Через восемь недель после генной терапии часть мышей перенесла операцию по удалению сегмента печени. Все они пережили процедуру без осложнений и потребности в дополнительных вмешательствах. Активность процесса синтеза фактора IX у животных сохранилась на прежнем уровне.

«Эта работа подтверждает эффективность лечения гемофилии B на мышиной модели при помощи редактирования генома in vivo», — пояснила Ван.