Обратная сторона науки: «генетические ножницы» CRISPR оказались опасными для людей

Фото: Unsplash

Технология CRISPR, которую часто прославляют за ее потенциал исправления генетических дефектов, сталкивается с серьезными проблемами при лечении некоторых генетических заболеваний. Группа специалистов из программы ImmuGene Цюрихского университета недавно сообщила об этих ограничениях при изучении хронической гранулематозной болезни (ХГБ), редкого иммунного расстройства, пишет ScienceDaily.

Способность CRISPR точно нацеливаться на генетический код и редактировать его позволяет ученым заменять или восстанавливать дефектные последовательности ДНК, что имеет решающее значение для лечения заболеваний, вызванных специфическими мутациями. Однако в случае с ХГБ, когда незначительный дефект ДНК нарушает иммунный ответ, оказалось, что CRISPR-редактирование потенциально может внести новые и непредсказуемые генетические изменения, что ограничивает его клиническое применение.

ХГБ поражает примерно 1 из 120 000 человек и вызывается отсутствием двух оснований ДНК в гене NCF1. Недостающий генетический код приводит к нарушению работы ферментного комплекса, необходимого для борьбы с инфекциями, в результате чего пациенты становятся уязвимыми к опасным для жизни бактериальным и грибковым инфекциям. Команда под руководством профессора Джанин Райхенбах успешно использовала CRISPR для вставки недостающих оснований в иммунные клетки с тем же дефектом, который наблюдается у пациентов с ХГБ, что стало важным прорывом.

Однако в некоторых исправленных клетках появились новые хромосомные аномалии, в которых отсутствовали целые сегменты — тревожный побочный эффект, который может привести к серьезным последствиям для здоровья, включая возможность развития лейкемии, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Communications Biology.

Непреднамеренные изменения происходят из-за неспособности CRISPR отличить функциональный ген NCF1 от двух близлежащих псевдогенов. Когда CRISPR разрезает ДНК, он может случайно затронуть эти псевдогены, что приводит к неправильному расположению генетического материала при повторной сборке. Такое несоответствие может привести к непредсказуемым и опасным последствиям, что подчеркивает необходимость осторожности при клиническом использовании CRISPR. В ответ команда исследовала альтернативные методы, включая корректировки системы и защитные элементы, призванные снизить вероятность разрезов на нескольких участках генов.

Несмотря на эти усилия, они обнаружили, что ни один из подходов не может полностью устранить риск нежелательных генетических изменений. Соавтор работы Мартин Джинек отметил, что исследование подчеркивает как потенциал, так и значительные риски, связанные с CRISPR-терапией ХГБ и других генетических заболеваний, добавив: "Необходим дальнейший технологический прогресс, чтобы сделать этот метод более безопасным и эффективным для людей в будущем".

Методы редактирования генов, подобные CRISPR, по-прежнему перспективны для лечения генетических заболеваний, но данное исследование наглядно демонстрирует сложность и риски, связанные с редактированием областей генома, содержащих несколько копий генов или псевдогенов. По мере продолжения исследований эксперты изучают более безопасные решения в области редактирования генов, такие как более точные инструменты редактирования генома и усовершенствованные механизмы доставки, которые потенциально могут обойти некоторые из существующих ограничений системы.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform