Промяна на нашата ДНК: „Ерата на редактирането на човешки терапевтични гени настъпи“

Докато Роуз прекара краткия си живот, помагайки да разруши стигмата, свързана с опустошителна болест, генетикът Дейвид Лиу посвети кариерата си на разработване на начини за промяна на генетичния код, който отне живота му на толкова млада възраст.

„Това, че една-единствена правописна грешка в нейната ДНК сложи край на живота на Адалия толкова скоро, е загуба за всички нас“, каза Лиу, професор по химия и химическа биология и директор на Института за трансформативни технологии на Меркин в здравеопазването в Харвардския университет.

„Нямах възможност да се срещна с Аделия, преди тя да почина през януари. Но всеки пациент с прогерия, който срещнах, беше топъл, очарователен, артикулиран и дълбоко вдъхновяващ“, каза Лиу пред CNN.

В своята лаборатория в Харвард Лиу и неговият екип са изобретили нови начини за възстановяване на мутирали гени, които увреждат ДНК по-малко от предишните технологии. Една от иновациите на неговата лаборатория се нарича базов редактор, който той използва миналата година за лечение на прогерия при мишки. В ДНК има четири бази: аденин (А), цитозин (С), гуанин (G) и тимин (Т). Те образуват специфични двойки: A с T и G с C.

Лиу се надява скоро инструментът да бъде използван в клинични проучвания при хора, за да се обърне прогерията при хора.

„Основният редактор влиза в клетките на животното, открива грешката, че при прогерията е C към T, и променя T обратно на C“, каза Лиу пред публика във вторник на конференцията. Life Itself, конференция за здравето и здраве. уелнес събитие, представено в партньорство със CNN.

“И това е всичко. Никога не се връщаме към пациента – това е еднократно лечение, което завинаги коригира мутацията, която причинява болестта”, каза Лиу, който е и вицепрезидент на факултета в Broad Institute. от Масачузетския технологичен институт и Харвард. , изследователски център за биомедицина и геномика в Кеймбридж, Масачузетс.

Шест месеца след като обявиха успеха на прогерията, Лиу и учените от Детската изследователска болница Сейнт Джуд обявиха, че са използвали основни редактори, за да обърнат сърповидно-клетъчната болест при мишки.

„Ерата на редактирането на човешки терапевтични гени не просто идва. Тя вече е тук“, каза Лиу пред публиката на Life Itself.

Предимството на “ник”

Учените модифицират гени, използвайки ензими, които са предназначени да се насочат към специфична ДНК последователност, изрязват виновния генетичен материал и вмъкват заместваща ДНК. В продължение на десетилетия обаче известните методи за модифициране на нашия генетичен код са тромави, често пропускат своя белег или отрязват твърде много или твърде малко генетичен материал.

Какво е CRISPR и защо е спорен?
Пристигането на системите CRISPR през 90-те и по-конкретно на CRISPR-Cas-9 през 2013 г. предвещава нов, по-елегантен начин за редактиране на гени. CRISPR използва така наречената направляваща РНК, за да приведе ензима Cas-9 до по-прецизно място на ДНК веригата, за да направи разреза.
След години на проверка, Американската администрация по храните и лекарствата одобри CRISPR-Cas-9 през 2021 г. за използване в клинични изпитвания при хора за сърповидно-клетъчна болест. В момента се провеждат и клинични изпитвания за тестване на безопасността на генното редактиране при кръвно заболяване, наречено бета-таласемия, конгенитална амавроза на лебер, която е форма на наследствена детска слепота, рак на кръвта, левкемия и лимфом, диабет тип 1 и ХИВ/СПИН, да назовем няколко.
През 2021 г. изследователите съобщиха, че са редактирали успешно рядко и болезнено състояние, наречено транстиретин амилоидоза, при шест души само с едно лечение. Това фатално заболяване кара протеин, наречен TTR, да се сгъва в бучки и да атакува сърцето и нервите. Проучването, публикувано през август, съобщава, че нивата на TTR при някои хора са паднали средно с 87% след лечение.
Изследовател извършва процес CRISPR-Cas-9 в Центъра за молекулярна медицина Макс-Делбрюк в Берлин.

Въпреки това, подобно на по-старите технологии за редактиране, CRISPR-Cas-9 срязва и двете ДНК вериги, което има някои недостатъци, каза Лиу. От една страна, някои клетки върнаха редакциите, след като бяха направени, каза той, „така че цялостната ефективност на редактиране беше много ниска“.

Екипът на Лиу установи, че ако отрежете само една верига от двойната спирала на ДНК с базирана на CRISPR технология и „изрежете“ другата, е по-вероятно клетката да приложи съответната промяна на втората верига, без да се оплаква – и с по-малко грешки.

Редактиране на по-големи ДНК последователности

Лиу и неговият екип изобретиха и друг тип базиран на CRISPR инструмент, наречен главен редактор, който може да прави по-големи и по-сложни редакции на ДНК, отколкото основните редактори не могат.

Болезненият принос на неетичните експерименти към днешната медицина
При тестове, използващи отгледани в лаборатория човешки клетки, екипът на Лиу използва майсторско редактиране, за да коригира гените, отговорни за болестта на Тей-Сакс, фатално неврологично разстройство, което атакува през първите няколко месеца от живота. Децата с Tay-Sachs обикновено умират няколко години след началото на симптомите.

„Аналогията, която обичам да използвам, е, че оригиналният CRISPR-Cas_9 е като ножици, които режат ДНК. Основните редактори са като моливи, които прецизно коригират буквите, като ги променят с една от четирите различни букви“, обясни Лиу. „А главните редактори са като молекулярни текстови процесори, които правят истинско търсене и заменят по-големи поредици.“

Само една трета от 75 000 известни “правописни грешки” които причиняват генетични заболявания, могат да бъдат коригирани от масовите редактори, каза Лиу. „Но добавете нашия главен редактор и между тях те най-накрая могат да ни освободят от огромното мнозинство от правописни грешки в нашето ДНК“, каза той пред публиката на самия живот.

„Трябва да се уверим, че всички тези различни технологии преминават през клинични изпитвания много внимателно“, добави Лиу. „Но ако се окажат безопасни и ефективни, тогава човек може да си представи лечение не само на редките правописни грешки, които причиняват сериозни генетични заболявания, но може би дори и лечение на генетични варианти, за които знаем, че допринасят за много ужасни заболявания като болестта на Алцхаймер или хиперхолестеролемия.

В публикация в блога от 2019 г. бившият директор на Националния здравен институт д-р Франсис Колинс нарече Master Editing „революционна“, казвайки, че Лиу и неговият екип „са използвали новата си система за вмъкване на нови ДНК сегменти с дължина до 44 букви и за премахване на сегменти в най-малко 80 букви.”

Въпреки това Колинс добави: „Не е ясно дали основното редактиране може да вмъкне или изтрие ДНК с размера на пълни гени – която може да съдържа до 2,4 милиона букви“.

Учените са отключили потенциала на витамин D на доматите, установява проучването

Редактирането на гени няма да бъде решение за всички житейски болести, предупреди Лиу. Например инфекциите и раковите клетки са две области, които не са много подходящи за редактиране на гени, тъй като ще трябва да докоснете всяка клетка, за да спрете болестта.

“Но при много генетични заболявания често трябва да модифицираме само 20% или 30% от тъканите, за да спасим генетичното заболяване”, каза Лиу. “Това е, което видяхме при прогерия и сърповидно-клетъчна болест при мишки. Малко редактиране може да помогне много за спасяването на тези заболявания при животните, а ние също мислим за хората.”

.

Add Comment