Метод генетичного редагування CRISPR/Cas відключив патогенний ген у хворих зі спадковою полінейропатією.
Методи генної інженерії все частіше знаходять застосування в медицині. Чотири роки тому ми писали, як семирічного хлопчика позбавили від рідкісної хвороби - булезного епідермолізу, при якому людина в буквальному сенсі поступово позбавляється шкіри; порятунком стала трансгенна шкіра, вирощена в лабораторії. Ще ми розповідали про дітей з м'язовим захворюванням, які завдяки генній терапії почали рухатися майже без сторонньої допомоги. Або ось ще приклад: восени 2019 року ми дізналися, що генетичні захворювання крові можна лікувати за допомогою генетичного редактора CRISPR/Cas.
У новій статті в The New England Journal of Medicine мова знову про CRISPR/Cas - цього разу його направили проти спадкової полінейропатії, пов'язаної з білком транстиретіном. Він допомагає транспортувати гормон тіроксин і вітамін ретинол. Синтезується транстиретин в печінці, в мозку і в сітківці ока. Як і у будь-якого білка, у транстиретина є унікальна тривимірна форма - результат згортання поліпептидного ланцюга при взаємодії її амінокислот один з одним і з середовищем. У разі транстиретину буває так, що він згортається неправильно, і його молекули починають злипатися один з одним, утворюючи в тканинах білкові відкладення - так звані амілоїди (не плутати з бета-амілоїдом - одним з білків хвороби Альцгеймера). Транстиретинові відкладення-амілоїди накопичуються переважно в нервах і в серці. Починаються болі, розвивається втрата чутливості, серце не може витримувати великі навантаження, тощо.
Транстиретин сам по собі, без всяких мутацій буває схильний випадати в амілоїдний осад - в такому випадку симптоми з'являються вже в похилому віці, і лікарі говорять про старечий системний амілоїдоз. З іншого боку, є ряд мутацій, які посилюють схильність транстиретину формувати білкові відкладення - і тоді симптоми проявляються раніше, а хвороби називаються сімейними амілоїдними полінейропатією і кардіоміопатією. Їх можна зупинити, якщо зменшити кількість транстиретину, що з'являється в організмі.
Як і будь-який інший білок, він синтезується на РНК-шаблоні, який, у свою чергу, був скопійований з ДНК - з гена транстиретину. Ліки патисиран змушує клітку зруйнувати РНК, що кодує транстиретин. Але нова РНК все одно продовжує синтезуватися на гені транстиретину замість зруйнованої. Було б краще, якби вдалося якось подіяти на сам ген, тобто на ДНК.
Співробітники біотехнологічних компаній Regeneron Pharmaceuticals і Intellia Therapeutics саме так і вчинили: вони відправили в клітини генетичний редактор CRISPR/Cas, щоб він взагалі відключив ген транстиретину. Ми багато разів писали про те, що таке CRISPR/Cas і як він працює, особливо детально - у зв'язку з Нобелівською премією, яку дали його розробникам. У CRISPR/Cas є багато різновидів, в даному випадку використовували ту, яка шукає в клітинній ДНК потрібний ген і просто розрізає його. Клітина, відчувши пошкодження, включає ремонтну систему і задіює розрив в ДНК, але задіює його так, що відремонтований ген перестає працювати.
Молекулярну машину CRISPR/Cas упаковували в ліпідні частинки і в різних дозах вводили чотирьом чоловікам і двом жінкам у віці між 46 і 64 роками з сімейною (тобто спадковою) амілоїдною полінейропатією. Печінка перевіряє будь-яку чужорідну субстанцію, яку вона відчує в крові, тому можна було розраховувати на те, що частинки з генетичним редактором швидко сконцентруються саме в печінці, де синтезується левова частка транстиретину. Через 28 днів у трьох добровольців-чоловіків, які отримали більшу дозу генетичних ліків, рівень транстиретину впав на 80-96%. Ліки патисиран знижує рівень транстиретину на 80%, так що генетичний редактор діє не гірше, і навіть краще - особливо, якщо врахувати, що ген відключається назовсім.
Протягом декількох місяців після введення препарату симптоми нейропатії ослабли, серйозних побічних ефектів не спостерігалося. Звичайно, за пацієнтами будуть спостерігати і далі, на випадок, якщо якісь відкладені ефекти все-таки виникнуть; очевидно, що дослідники ще будуть працювати над оптимальними дозами. Але, так чи інакше, все це зайвий раз доводить, що використання методів генної інженерії в медицині - не просто фігура мови.
За матеріалами Science.