За допомогою редагування генів деякі спадкові хвороби можна якщо і не вилікувати повністю, то хоча б значно послабити.
Новітній метод редагування генома CRISPR/Cas9 продовжує демонструвати свою ефективність: днями вийшло відразу дві статті про те, як за допомогою системи CRISPR/Cas9 вдалося впоратися з глухотою і нейродегенеративною хворобою Лу Геріга (або бічним аміотрофічним склерозом). Правда, відразу варто сказати, що експерименти ставили поки тільки на мишах, і ні від глухоти, ні від хвороби Лу Геріга тварин позбавити до кінця не вдалося; тим не менш, тут важливо, що взагалі вдалося знайти хоч якийсь засіб проти генетичних розладів, які раніше вважалися невиліковними.
Особливість методу CRISPR/Cas9 в тому, що він дозволяє швидко і точно виправити конкретне місце в геномі. У бічного аміотрофічного склерозу є спадкові форми, пов'язані з тими чи іншими мутаціями, і серед спадкових форм 20% випадків припадає на мутації в гені SOD1, який кодує фермент супероксиддисмутазу-1. Як ми знаємо, будь-який ген існує в нашому геномі як мінімум в двох варіантах, батьківському і материнському, так що, здавалося б, якщо один з них вийшов з ладу, врятувати ситуацію може інший. Однак мутації можуть не тільки відключати ген, вони можуть робити так, що саме він стане головним, і що всю роботу у нормального білка перехопить мутантний білок.
При хворобі Лу Геріга часто саме так і відбувається: через сильні, або, кажучи більш науково, домінантні мутації в гені супероксиддисмутази-1 клітини отримують неправильний фермент, і в результаті в нервовій тканині починаються нейродегенеративні процеси. Рухові нейрони в головному і спинному мозку гинуть, через що розвиваються паралічі та атрофія м'язів, що призводять у підсумку до смерті. Дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі «нацькували» молекулярну машину CRISPR/Cas9 на мутацію в гені SOD1. Генетичний редактор за допомогою модифікованих вірусних частинок доставляли в нейрони спинного мозку, де він відключав мутантний ген, який тепер вже не заважав своїй нормальній копії.
У статті в Science Advances йдеться, що у мишей, які отримували генетичний редактор, хвороба наступала пізніше, і виживаність тварин збільшувалася на 25% (якщо без лікування миші з хворобою Лу Геріга жили 4 місяці, то з генетичним лікуванням - на місяць довше). Очевидно, тут можна досягти більш значних успіхів, якщо система редагування подіє на більшу кількість хворих нейронів, але в принципі, як бачимо, проти деяких форм бічного аміотрофічного склерозу метод CRISPR/Cas9 цілком можна використовувати. (Справедливості заради варто уточнити, що хоча, як ми сказали, мутації в гені SOD1 лежать в основі 20% випадків хвороби Лу Геріга, в цілому вони становлять тільки 2% від загального числа хворих.)
Інший приклад успішного редагування описують у Nature Сюе Гао (Xue Gao) та її колеги з Гарварду. Вони використовували CRISPR/Cas9 проти мутацій у гені Tmc1, від якого залежить робота слухових клітин у внутрішньому вусі. У Tmc1 теж можуть з'являтися домінантні мутації, які «забивають» здорові версії гена, і якщо людині дісталася саме така, вона починає втрачати слух з дитинства - її слухові клітини поступово гинуть.
Дослідники вводили систему CRISPR/Cas9 прямо у внутрішнє вухо мишам лінії Бетховен, які народжуються з мутацією в одній з копій гена Tmc1 і які стають повністю глухими до восьмого тижня життя. Редагуючу машину вводили кожній тварині тільки в одне вухо, щоб було з чим порівнювати. При цьому для доставки редагуючих молекул у клітини використовували не модифіковані віруси, а спеціальну ліпідну обгортку - такий спосіб доставки, за словами авторів роботи, дозволяв системі працювати з набагато більшою точністю.
До четвертого тижня життя мишей те вухо, яке не лікували, чуло звуки не тихіше 75-80 децибел, що можна порівняти з деякими електроприборами. Навпаки, те вухо, яке лікували CRISPR/Cas9, розбирало звуки від 60 децибел і вище, що відповідає тихій розмові. З іншого боку, здорові миші починають чути з 30-40 децибел, так що, незважаючи на генетичні виправлення, мутантні вуха все одно чули гірше, і чутливість їх продовжувала падати.
У той же час, як пише портал The Scientist, для людини різниця в 10-15 децибел дуже і дуже відчутна, тобто навіть якщо метод спрацює не в повну силу, він все одно помітно поліпшить слух хворому. І хоча говорити про клінічне застосування генетичного редагування поки що рано, можливо, вже зовсім не за горами ті часи, коли за допомогою CRISPR/Cas9 лікуватимуть спадкові форми глухоти, нейродегенеративних розладів та інші хвороби.