Зворотний бік науки: "генетичні ножиці" CRISPR виявилися небезпечними для людей

Технологія CRISPR, яку часто прославляють за її потенціал виправлення генетичних дефектів, стикається з серйозними проблемами при лікуванні деяких генетичних захворювань. Група фахівців із програми ImmuGene Цюріхського університету нещодавно повідомила про ці обмеження під час вивчення хронічної гранулематозної хвороби (ХГХ), рідкісного імунного розладу, пише ScienceDaily.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Здатність CRISPR точно націлюватися на генетичний код і редагувати його дає змогу вченим замінювати або відновлювати дефектні послідовності ДНК, що має вирішальне значення для лікування захворювань, спричинених специфічними мутаціями. Однак у випадку з ХГБ, коли незначний дефект ДНК порушує імунну відповідь, виявилося, що CRISPR-редагування потенційно може внести нові та непередбачувані генетичні зміни, що обмежує його клінічне застосування.

ХГБ вражає приблизно 1 зі 120 000 осіб і викликається відсутністю двох основ ДНК у гені NCF1. Відсутній генетичний код призводить до порушення роботи ферментного комплексу, необхідного для боротьби з інфекціями, унаслідок чого пацієнти стають уразливими до небезпечних для життя бактеріальних і грибкових інфекцій. Команда під керівництвом професора Джанін Райхенбах успішно використала CRISPR для вставки відсутніх основ в імунні клітини з тим самим дефектом, який спостерігається в пацієнтів із ХГБ, що стало важливим проривом.

Однак у деяких виправлених клітинах з'явилися нові хромосомні аномалії, в яких були відсутні цілі сегменти, — тривожний побічний ефект, що може призвести до серйозних наслідків для здоров'я, зокрема й до можливості розвитку лейкемії, йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Communications Biology.

Ненавмисні зміни відбуваються через нездатність CRISPR відрізнити функціональний ген NCF1 від двох псевдогенів, що знаходяться поруч. Коли CRISPR розрізає ДНК, він може випадково зачепити ці псевдогени, що призводить до неправильного розташування генетичного матеріалу під час повторного складання. Така невідповідність може призвести до непередбачуваних і небезпечних наслідків, що підкреслює необхідність обережності при клінічному використанні CRISPR. У відповідь команда досліджувала альтернативні методи, включно з коригуванням системи і захисними елементами, покликаними знизити ймовірність розрізів на декількох ділянках генів.

Незважаючи на ці зусилля, вони виявили, що жоден із підходів не може повністю усунути ризик небажаних генетичних змін. Співавтор роботи Мартін Джинек зазначив, що дослідження підкреслює як потенціал, так і значні ризики, пов'язані з CRISPR-терапією ХГХ та інших генетичних захворювань, додавши: "Потрібен подальший технологічний прогрес, щоб зробити цей метод безпечнішим та ефективнішим для людей у майбутньому".

Методи редагування генів, подібні до CRISPR, як і раніше, перспективні для лікування генетичних захворювань, але дане дослідження наочно демонструє складність і ризики, пов'язані з редагуванням ділянок геному, що містять кілька копій генів або псевдогенів. У міру продовження досліджень експерти вивчають більш безпечні рішення в галузі редагування генів, такі як більш точні інструменти редагування геному і вдосконалені механізми доставки, які потенційно можуть обійти деякі з існуючих обмежень системи.

Раніше Фокус писав чому брати і сестра не є копіями, всупереч усталеним переконанням. Розвінчуючи поширені міфи, експертка дослідила захопливий світ генетики та непередбачувану ДНК, якою ми ділимося з братами та сестрами.

Також Фокус писав про поліпшення технології редагування генів CRISPR. Нова версія показує, що підвищення точності технології CRISPR-Cas9 знижує ризик трансформації ракових клітин під час генної терапії.

Цей матеріал має виключно інформаційний характер і не містить порад, які можуть вплинути на ваше здоров'я. Якщо ви відчуваєте проблеми, зверніться до фахівця.