Ученые из Университета Карнеги-Меллона и Йельского университета впервые применили методику редактирования генов для успешного лечения генетических отклонений в исследовании на мышах, — пишет sciencedaily.com со ссылкой на Nature Communications.

Это исследование представляет собой новый перспективный путь для лечения генетических нарушений во время развития плода.

Ежегодно около 8 миллионов детей рождаются с серьезными генетическими дефектами. Генетические состояния часто обнаруживаются во время беременности с помощью амниоцентеза. Однако пока не было возможности исправить их до рождения.

«В начале эмбрионального развития существует множество стволовых клеток, делящихся быстрыми темпами. Если мы сможем в начале исправить генетическую мутацию, мы значительно уменьшим влияние мутации на развитие плода или даже вылечим это состояние», — сказал Данит Лэй — профессор химии в Университете Карнеги-Меллона.

В этом исследовании ученые использовали метод редактирования генов, основанный на пептидо-нуклеиновой кислоте (ПНК), которую они ранее использовали для лечения бета-талассемии — генетического расстройства крови, которое приводит к сокращению производства гемоглобина у взрослых мышей.

Пептидо-нуклеиновые кислоты являются синтетическими соединениями, состоящими из пептидной цепочки, к которой присоединены азотистые основания, обнаруженными в ДНК и РНК. Молекулы ПНК, используемые в этом исследовании, были созданы в Центре науки и технологии нуклеиновых кислот (CNAST) в Университета Карнеги-Меллона.

Технология использует одобренную министерством здравоохранения наночастицу для доставки молекул ПНК в паре с донорской ДНК на место генетической мутации. Когда комплекс PNA-ДНК идентифицирует обозначенную мутацию, молекула PNA связывается с ДНК и распаковывает две ее нити. ДНК-донор связывается с дефектной ДНК и стимулирует пути ее восстановления, позволяя клетке исправить ошибку.

Ученые использовали метод, подобный амниоцентезу, для инъекции комплекса ПНК в амниотическую жидкость беременных мышей, плоды которых переносили мутацию в гене бета-глобина, который вызывает бета-талассемию.

С помощью одной инъекции ПНК во время беременности исследователи смогли исправить 6 процентов мутаций. Эта 6-процентная коррекция была достаточной, чтобы вызвать резкое ослабление симптомов бета-талассемии у мышей, и даже для того, чтобы мыши считались вылеченными. У мышей, которых лечили внутриутробно с использованием ПНК, уровень гемоглобина и размеры селезенки нормализовались, а процент выживаемости повысился.

Исследователи также отметили, что никаких побочных эффектов лечения не было, что дает основания считать этот метод предпочтительным, по отношению к другим методам редактирования генов, таким как CRISPR/Cas9, которые могут ошибочно срабатывать мимо ДНК-мишени.

«CRISPR намного проще в использовании, что делает его идеальным для лабораторных исследований, но ошибки, связанные с потерей мишени, делают его менее полезным для терапии, — сказала Ли. — Техника PNA больше подходит для терапии, она не режет ДНК, а просто связывается с ней и восстанавливает вещи, которые кажутся необычными. Мы рассмотрели 50 миллионов образцов и не смогли найти ни одной ошибки или промаха, когда мы использовали ген ПНК для редактирования».

Исследователи полагают, что новая техника будет еще более успешной, если использовать ее несколько раз во время беременности. Ученые также надеются, что метод сработает при других генетических нарушениях.