Единственная генетическая мутация может иметь серьезные последствия, как показано при нейродегенеративных заболеваниях, таких как боковой амиотрофический склероз или болезнь Гентингтона. В новом исследовании, проведенном учеными Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, использовалась целевая техника CRISPR в центральной нервной системе мышей, чтобы отключить выработку мутантных белков, которые могут вызывать БАС и болезнь Гентингтона.
Вместо популярной техники редактирования ДНК CRISPR-Cas9 в новом подходе используется CRISPR-Cas13, который может нацеливаться на мРНК — молекулу-мессенджер, которая несет белковые схемы, транскрибированные с ДНК. Команда из Иллинойса разработала системы Cas13 для нацеливания и разрезания РНК, которые кодируют мутантные белки, вызывающие БАС и болезнь Гентингтона, эффективно подавляя мутантные гены, не нарушая ДНК клетки, сказал руководитель исследования Томас Гай, профессор биоинженерии из Иллинойса. Команда опубликовала свои результаты в журнале Science Advances .
«Нацеливание на РНК, а не на ДНК, имеет некоторые уникальные преимущества, в том числе тот факт, что теоретически его эффекты внутри клетки могут быть обращены вспять, поскольку РНК являются временными молекулами», — сказал Колин Лим, аспирант, который помог провести исследование. «Поскольку ферменты Cas13 нацелены только на РНК, они также несут минимальный риск внесения любых постоянных нецелевых мутаций в ДНК».
Исследователи вводили системы CRISPR-Cas13 в центральную нервную систему мышей с генетическими мутациями, вызывающими БАС или болезнь Гентингтона. Аденоассоциированные вирусные векторы несли в клетки системы нацеливания РНК . По словам Гая, эти векторы являются многообещающим средством для генной терапии, отчасти благодаря их способности проникать в клетки спинного и головного мозга.
Исследователи обнаружили, что CRISPR-Cas13 эффективно снижает количество мутантного белка, присутствующего в нервной системе при обоих заболеваниях, в частности, белка SOD1 в спинном мозге мышей с БАС и белка «хантингтин» в головном мозге мышей с болезнью Гентингтона. болезнь. Снижение уровня мутантного белка SOD1 также коррелировало с лучшими терапевтическими результатами: у мышей с БАС, которым вводили CRISPR-Cas13, наблюдалось более медленное прогрессирование заболевания, улучшение выживаемости и более медленная скорость снижения силы хвата и двигательных навыков по сравнению с мышами , которым не вводили инъекцию CRISPR-Cas13. лечение.
Исследователи заявили, что это исследование предоставляет важные доказательства того, что CRISPR-Cas13 может сбивать целевые гены в нервной системе, что является ключевым шагом на пути к разработке таргетных терапевтических средств на основе этой технологии. Тем не менее, они заявили, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять, как Cas13, бактериальный фермент, функционирует в клетках млекопитающих, в частности, может ли он нацеливаться на непреднамеренные последовательности РНК или вызывать иммунные ответы.
