Технология CRISPR провоцирует появление новых мутаций

  • 14 июня, 2017
    0 Comments

    Методику редактирования генома CRISPR/CAS9 часто называют «молекулярными ножницами» за её способность «вырезать» и «вклеивать» нужные фрагменты ДНК. С появлением CRISPR генная инженерия вышла на новый, ранее непредставимый уровень. За последние годы CRISPR распространился настолько широко, что теперь им пользуются даже школьники. Исследование, опубликованное на этой неделе в издании Nature Methods, напоминает нам, что технология всё ещё находится в разработке, и до дня, когда мы сможем свободно редактировать человеческую ДНК по собственному разумению, пройдёт ещё немало времени.

    Пытаясь вылечить подопытную мышь от генетически обусловленной слепоты, исследователи из Колумбийского университета (Columbia University) обнаружили, что CRISPR действительно отредактировал ген, связанный с нарушением зрения. Но в то же время «молекулярные ножницы» стали причиной мутаций в тысяче с лишним других генов. Побочные эффекты CRISPR известны достаточно давно, но в новом исследовании подчёркивается, насколько они распространены, и насколько важно изучение этих нежелательных явлений.

    Значительная часть усилий учёных в последние годы была направлена на повышение точности редактирования генетической информации при помощи CRISPR. С появлением CRISPR внесение изменений в геном стало доступнее, чем когда бы то ни было. Однако, пока побочные эффекты, возникающие при использовании новой технологии, не будут скорректированы, CRISPR не сможет выйти за пределы научных лабораторий.

    В Китае уже идут два клинических исследования, посвящённых применению CRISPR у людей. В следующем году запланировано проведение сходной работы в США. Для проведения этих исследований используются алгоритмы прогнозирования, помогающие определить, в каких участках генома с наибольшей вероятностью появятся «побочные мутации». Считается, что улучшение технологии CRISPR должно сократить количество таких «зон риска». Но даже с учётом этого фактора некоторые эксперты находят новый метод слишком «сырым» для применения у людей.

    Авторы нового исследования также обращают внимание на то, что алгоритмы, с высокой точностью определившие побочные эффекты CRISPR в чашке Петри, не сработали на живых мышах. Учёные провели полное секвенирование генома подопытных животных, ранее прошедших генную терапию по поводу слепоты. «Ножницы» CRISPR действительно изменили нужный ген и восстановили зрение животных. Однако у двух разных мышей было выявлено около 1500 новых мутаций, более 100 делеций и других незапланированных изменений структуры ДНК. Ни одно из этих нарушений не было предсказано компьютерным алгоритмом.

    На первый взгляд, с подопытными мышами ничего ужасного не произошло — они не вырастили третье ухо и не заболели раком. Но неизвестно, какое влияние новые мутации и другие последствия «редактирования» могут оказать в долговременной перспективе. Нежелательные мутации в генах всегда несут в себе потенциальную опасность. В конце концов, генетические заболевания, например слепота, которую исследователи пытались вылечить при помощи CRISPR, просто результат одной из таких мутаций.

    «Наши наблюдения показывают, что технологию CRISPR необходимо должным образом доработать. Особенно перед тем, как начинать её использование для генной терапии человеческих заболеваний», — пишут авторы.

    Любое медицинское вмешательство характеризуется теми или иными побочными эффектами. Новое исследование просто подчеркнуло важность проведения полного секвенирования генома — это нужно для того, чтобы понять, с какими нежелательными явлениями мы можем столкнуться, когда начнём использовать CRISPR чаще. Пока же технология CRISPR продолжает совершенствоваться, и, возможно, в будущем она сможет использоваться не только в научных, но и в медицинских целях.

    Оригинал: Анна Ставина https://22century.ru/medicine-and-health/50423

  • Экспертная колонка

    27 марта 2017

    Термин «стволовые клетки» придумал русский ученый А.А. Максимов еще в начале прошлого века, исследуя процесс кроветворения, затем А.Я. Фриденштейн доказал наличие других, не только кроветворных стволовых клеток. С тех пор мировая наука существенно продвинулась в изучении этого вопроса.

    Сегодня известно, что стволовые клетки являются основой самоподдержания и обновления организма человека. Установлено, что они входят в состав не только костного мозга, но и соматических и висцеральных тканей нашего организма. С различной степенью регулярности эти клетки обновляются, тем самым поддерживая здоровье человека на должном уровне.

    Некоторые клетки организма обновляются раз в две недели, а другие – раз в год, третьи – не обновляются совсем (например, нейроны), однако возраст и болезни уменьшают их количество. Таким образом, резерв стволовых клеток, «перезагружающих» и «ремонтирующих» наш организм истощается. Стало очевидно, что нужно повышать их потенциал, для чего можно, например, изымать стволовые клетки из организма, приумножать их в сотни, тысячи раз и вводить обратно. Кроме того, ученые с помощью стволовых клеток научились выращивать ткани и некоторые органы.

    Однако академик считает, что это не решит проблемы, потому что благодаря развитию медицины продолжительность жизни человека растет с каждым годом. Это может приводить к тому, что будет появляться все больше пациентов, которые будут нуждаться в органах для трансплантации: сердце, почках, печени, легких.

    Решение проблемы и логичное развитие регенеративной медицины он видит не в том, чтобы искусственно вырастить орган и подсадить его человеку (своего рода «паллиативное решение проблемы»), но научиться контролировать обновление клеток и программировать эту регенерацию внутри человеческого организма.

  • Видео недели

    За последние десятилетия Регенеративная медицина бурно эволюционировала, вовлекая и объединяя новые достижения в области молекулярной медицины, клеточных технологий, геномного инжиниринга и 3D принтинга, разнообразив арсенал инструментов в клинической практике. Новая эра Регенеративной медицины способствует повышению качества жизни за счет таргентной терапии и появления искусственных тканеинженерных конструкций. Кроме того, активно тестируются нанороботы, которые были бы способны выполнять in vivo манипуляции.

  • Twitter лента