Технология редактирования генома уже позволяет лечить рак и слепоту

Технология редактирования генома уже позволяет лечить рак и слепоту, пусть пока лишь на животных
Сейчас клинические испытания CRISPR идут в Китае, в следующем году они будут запущены в США.
 
CRISPR/Cas9 — это новая технология редактирования геномов высших организмов, базирующаяся на иммунной системе бактерий. В основе этой системы — особые участки бактериальной ДНК, короткие палиндромные кластерные повторы, или CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Между идентичными повторами располагаются отличающиеся друг от друга фрагменты ДНК — спейсеры, многие из которых соответствуют участкам геномов вирусов, паразитирующих на данной бактерии. При попадании вируса в бактериальную клетку он обнаруживается с помощью специализированных Cas-белков (CRISPR-associated sequence — последовательность, ассоциированная с CRISPR), связанных с CRISPR РНК. Если фрагмент вируса «записан» в спейсере CRISPR РНК, Cas-белки разрезают вирусную ДНК и уничтожают ее, защищая клетку от инфекции.
 
В начале 2013 года несколько групп ученых показали, что системы CRISPR/Cas могут работать не только в клетках бактерий, но и в клетках высших организмов, а значит, CRISPR/Cas-системы дают возможность исправлять неправильные последовательности генов и таким образом лечить наследственные заболевания человека.
Технология редактирования генома CRISPR-Cas9 стала революцией в медицине, дав возможность справляться с генетическими заболеваниями, которые раньше считались неизлечимыми. Сегодня она уже позволяет бороться с раком и слепотой, пусть пока и экспериментально.
Данные работы окружены множеством спекуляция, в том числе на тему «дизайнерских» потомков, созданных по желанию родителей или разработчиков. 
Однако, как показывает последнее исследование, опубликованное в журнале Nature Methods, не все так радужно — технология может привнести в геном сотни нежелательных мутаций. Технология редактирования генома CRISPR-Cas9 вызывает сотни незапланированных (неконтролируемых) изменений в геноме, выяснили ученые.

CRISPR способен работать лишь с определенными участками ДНК, но иногда затрагивает и другие части генома.

В большинстве случаев для поиска таких случайно измененных участков используются компьютерные алгоритмы. Они определяют области, которые, скорее всего, окажутся затронуты при редактировании генома.

Технология редактирования генома CRISPR-Cas9 позволяет вырезать и вставлять необходимые участки генома, что дает возможность заменить дефектный ген на здоровый. Ученые секвенировали геном двух мышей, вылеченных от слепоты с помощью редактирования генома, и еще одной здоровой и не подвергавшейся этой процедуре. Их интересовали все возможные мутации, связанные с редактированием, даже изменения в одном-единственном нуклеотиде — молекуле, выступающей в качестве строительного блока ДНК или РНК.

Оказалось, что, хотя вызывающий слепоту ген был успешно откорректирован, у прошедших через эту процедуру мышей были выявлены более 1500 однонуклеотидных мутаций и более сотни удалений и вставок более крупных участков.

«Ни одна из этих мутаций ДНК не была предсказана компьютерными алгоритмами», — сообщает команда.

«Мы считаем, что сейчас крайне важно, чтобы научное сообщество рассматривало потенциальную опасность всех незапланированных мутаций, вызванных CRISPR, включая одиночные нуклеотидные мутации и мутации в некодирующих регионах генома».
«Мы надеемся, что наши результаты побудят других использовать секвенирование целых геномов в качестве метода для определения всех побочных эффектов метода CRISPR и изучения различных вариантов для поиска наиболее точного и безопасного способа».

Сами мыши, впрочем, чувствовали себя нормально, никаких проблем со здоровьем исследователи не обнаружили. «Мы все еще относимся к CRISPR с оптимизмом, — говорит один из исследователей доктор Махаджан. — Мы врачи, и мы знаем, что каждый новый вид терапии имеет потенциальные побочные эффекты. Но мы должны знать и то, что они собой представляют».

В настоящее время исследователи работают над улучшением компонентов системы CRISPR для повышения эффективности редактирования.