Найдена возможность безопасно редактировать геном человека
В геноме есть кодирующие и некодирующие участки. Существуют также гены, которые не работают сами, но влияют на функционирование других генов. Даже небольшие изменения в кодирующих участках несут последствия для организма — развиваются болезни, уродства, неправильно работают клетки. Считается, что изменения в некодирующих частях генома никак не повлияют на организм.
Предполагается также, что с помощью изменения генома можно лечить многие страшные заболевания. Однако редактировать гены нужно так, чтобы не проявились побочные эффекты.
Исследователи из Гарвардской медицинской школы и Швейцарской высшей технической школы Цюриха, кажется, нашли места в геноме, куда можно без последствий внедрить терапевтические гены.
Такие места в геноме называются «геномные безопасные гавани». Однако найти «гавани» с потенциалом для клинического применения было так же сложно, как найти посадочную площадку на Луне для космического корабля. Нужный участок генома должен быть доступен для технологий редактирования, его изменения не должны нести физических последствий. А еще этот участок должен обеспечивать высокую, стабильную и безопасную экспрессию внедренного терапевтического гена.
Исследователи использовали множество доступных данных секвенирования клеточных линий и тканей человека. Ими был разработан метод вычисления «безопасных гаваней» с помощью анализа огромного количества данных.
Научная статья была опубликована в журнале Cell Reports Methods, кратко ее излагает EurekAlert!.
«С помощью компьютера мы исключили области генома, кодирующие белки, в том числе белки, участвующие в формировании опухолей, области, кодирующие определенные типы РНК, участки, отвечающие за экспрессию генов и другие клеточные процессы», — рассказал первый автор Эрик Азнаурян.
В итоге осталось примерно 2000 потенциальных участков для «безопасных гаваней». Случайным образом ученые отобрали пять и провели глубокое исследование. Клинические испытания проводились в культурах клеток кожи и иммунной системы человека. Ученые вставили в них новые гены, используя быструю и эффективную технологию редактирования генома на основе CRISPR/Cas9. Две «безопасные гавани» обеспечили особенно высокую экспрессию нового гена.
«Важно отметить, что репортерные гены, содержащиеся в двух сайтах GSH, не активировали какие-либо гены, связанные с раком», — сказал Азнаурян.
Пока технологии лечения болезней, связанные с редактированием генома, не одобрены, но это открытие — важный шаг к доказуемой безопасности таких возможностей. Не случайно в исследовании участвовали в том числе клетки кожи — один из авторов статьи, Деница Миланова, работает также над проектом по генетическому омоложению кожи.
«Хотя эти "безопасные гавани" обладают уникальными возможностями для терапевтических целей, я особенно воодушевлена появлением клеточных изменений, которые могут увеличить нормальную функцию клеток и органов. Аспект безопасности в этом случае имеет первостепенное значение», — говорит Миланова.