Обратная сторона науки: “генетические ножницы” CRISPR оказались опасными для людей

Хотя генетика спасла уже не одну тысячу жизней за период разработки своих инструментов редактирования ДНК, ученые обнаружили у них некоторые проблемы. Так, популярный инструмент может принести больше вреда для людей, с определенными заболеваниями.

Технология CRISPR, которая уже давно привлекла внимание ученых и общественности благодаря своему потенциалу в области лечения генетических заболеваний, сталкивается с важными проблемами при применении к некоторым расстройствам, таким как хроническая гранулематозная болезнь (ХГБ). ХГБ — редкое иммунное заболевание, которое возникает из-за дефекта в гене NCF1. Этот дефект нарушает работу ферментного комплекса, необходимого для защиты организма от бактериальных и грибковых инфекций. Как результат, пациенты с ХГБ становятся крайне уязвимыми к опасным инфекциям, которые могут быть смертельными.

Группа ученых из программы ImmuGene Цюрихского университета попробовала использовать CRISPR для лечения этой болезни, вставив недостающие основание ДНК в иммунные клетки, которые имеют тот же дефект, что и у пациентов с ХГБ. Это стало важным шагом в использовании CRISPR для лечения генетических заболеваний. Однако, несмотря на успешное использование технологии для корректировки дефекта, были выявлены серьезные проблемы.

Некоторые из исправленных клеток начали демонстрировать новые хромосомные аномалии, в том числе потерю целых участков ДНК. Этот побочный эффект является опасным, поскольку такие аномалии могут привести к развитию серьезных заболеваний, включая лейкемию, что значительно ограничивает возможность использования CRISPR в клинической практике для лечения ХГБ.

Причина таких непреднамеренных изменений заключается в неспособности системы CRISPR точно отличить целевой ген NCF1 от двух соседних псевдогенов. Эти псевдогены, которые являются некодирующими участками ДНК, могут быть случайно повреждены в процессе редактирования, что приводит к неправильному восстановлению генетической информации. В результате этого образуется неправильная хромосомная структура, что и вызывает нежелательные эффекты.

Исследователи пытались решить эту проблему, исследуя альтернативные методы редактирования и применяя дополнительные защитные механизмы, которые должны были минимизировать риск повреждения других участков генома. Однако, несмотря на все усилия, они не смогли полностью устранить этот риск. Это подчеркивает серьезные проблемы, с которыми сталкивается применение технологии CRISPR в случае генетических заболеваний, где задействованы несколько копий генов или псевдогенов, которые могут быть легко спутаны системой с целевыми генами.

Мартин Джинек, один из авторов исследования, отметил, что хотя CRISPR имеет огромный потенциал для лечения генетических заболеваний, это исследование ясно показало как сильные стороны этой технологии, так и ее значительные риски. Он подчеркнул, что для того чтобы технология редактирования генов стала безопасной и эффективной в клинической практике, необходимо дальнейшее развитие и усовершенствование инструментов редактирования генома, а также более точные механизмы доставки этих инструментов в клетки пациента.

Существуют другие перспективы и более безопасные пути развития технологии редактирования генов. Например, ученые ищут новые способы создания более точных инструментов редактирования, которые могли бы избежать подобных проблем. Также продолжаются разработки новых методов доставки CRISPR-генетических “инструментов” в клетки, что также может снизить риски и повысить эффективность таких процедур. В целом, хотя редактирование генов продолжает развиваться, это исследование ясно показывает, как важно внимательно подходить к разработке и применению таких методов, чтобы минимизировать потенциальные риски для здоровья пациента.

Источник: ScienceDaily