В статье, опубликованной в выпуске журнала Nature от 8 апреля, Консорциум по редактированию генов соматических клеток Национальных институтов здравоохранения предоставил подробную информацию о ходе их общенациональных усилий по разработке более безопасных и эффективных методов редактирования геномов соматических клеток, имеющих отношение к заболеванию, что может уменьшить тяжесть болезней, вызванных генетическими изменениями.

Редактирование генов позволяет ученым изменять участки ДНК организма и считается многообещающим методом лечения ряда генетических заболеваний. За последние несколько десятилетий в лаборатории были достигнуты многочисленные успехи, но есть еще много проблем, которые необходимо преодолеть, прежде чем редактирование генов может быть широко использовано в популяции пациентов. Консорциум редактирования генов соматических клеток (SCGE), основанный в 2018 году, объединил некоторых ведущих исследователей в этой области для продвижения открытий и ускорения внедрения достижений в области редактирования соматических генов в лаборатории в клинические условия.

В течение шести лет NIH выделит SCGE около 190 миллионов долларов на реализацию потенциала редактирования генов. Конечным результатом станет свободно доступный набор инструментов, который предоставит сообществу биомедицинских исследователей тщательно проанализированную информацию о редакторах генома и методах доставки и отслеживания молекул для редактирования генов.

«NIH осознал, что для всех нас, изучающих редактирование генов, важно работать вместе для достижения общей цели», — сказала профессор химии Университета Карнеги-Меллона Данит Ли, присоединившаяся к консорциуму в 2019 году. «В итоге мы получим очень ценный, тщательно проверенный ресурс для тех, кто хочет принести пациентам возможность редактирования генов».

Хотя большая часть работы консорциума сосредоточена на системах, связанных с CRISPER-Cas, SCGE отмечает важность продолжения разработки других систем. Они специально выделяют метод редактирования генов на основе пептидных нуклеиновых кислот, разработанный Ли и Питером Глейзером из Йельского университета.

«Несмотря на то, что в рамках SCGE уделяется значительное внимание системам, связанным с CRISPR-Cas, крайне важно продолжать изучение альтернативных систем, отчасти потому, что они могут различаться как по своему потенциалу доставки, так и по своим биологическим или иммунологическим ответам», — написали в консорциуме.

В то время как CRISPR-Cas редактирует гены в клетках, которые были удалены из организма, система Ли и пептидных нуклеиновых кислот (PNA) Глейзера вводится внутривенно и редактирует клетки внутри организма. С помощью наночастиц молекула ПНК в паре с донорной цепью ДНК доставляется непосредственно к неисправному гену. Ли, ведущий исследователь в области технологии синтетических нуклеиновых кислот, запрограммировала молекулы ПНК так, чтобы открывать двухцепочечную ДНК в месте целевой мутации. Донорская ДНК из комплекса связывается с неисправной ДНК клетки и запускает врожденные механизмы восстановления ДНК для редактирования гена. Команда использовала эту технику для лечения бета-талассемии у взрослых мышей и внутриутробных мышей.

Система редактирования генов PNA не имеет такой высокой производительности, как системы CRISPER-Cas, но она имеет то преимущество, что с меньшей вероятностью будет вносить нецелевые модификации. По словам Ли, это означает, что их методика может быть лучше при генетических заболеваниях, при которых требуется коррекция лишь небольшого процента клеток, чтобы добиться терапевтических результатов. Например, в исследованиях бета-талассемии Ли и Глейзер обнаружили, что редактирование только от шести до семи процентов клеток было эффективным.

Ли и Глейзер планируют и дальше совершенствовать свою технику посредством участия в SCGE, и они с нетерпением ждут возможности поделиться своими результатами с консорциумом и большим биомедицинским сообществом.