Назад
Настало время испытаний для двоюродного брата CRISPR.
В клиническом испытании, в котором недавно принял участие первый испытуемый, будет проверено, можно ли безопасно использовать редактирование оснований - метод редактирования генома, относящийся к системе CRISPR-Cas9, - для внесения точных, однобуквенных изменений в последовательность ДНК в гене, регулирующем уровень холестерина, без предварительного разрушения обеих нитей ДНК, как это делает CRISPR-Cas9. За этим исследованием последует еще одно испытание по редактированию оснований, которое начнется в конце этого года и будет направлено на лечение серповидно-клеточной анемии, генетического заболевания крови.
Ожидается, что результаты обоих испытаний будут представлены в 2023 году, и дальнейшие методы лечения, основанные на редактировании оснований, будут продвигаться по пути клинических испытаний. "Очень интересно, что начинаются первые клинические испытания CRISPR-Cas9, а теперь и редактирования оснований", - говорит Джеральд Шванк, изучающий использование редактирования генома для лечения заболеваний в Цюрихском университете (Швейцария). "Нам еще многому предстоит научиться".
При редактировании генома CRISPR-Cas9 фермент Cas9 разрывает обе нити ДНК в том месте, которое подлежит редактированию. Процессы восстановления ДНК в клетке сшивают нити обратно, но иногда допускают ошибки. Это означает, что при каждом редактировании возможен целый ряд изменений последовательности ДНК. Редактирование оснований, напротив, позволяет избежать разрезания обеих нитей ДНК путем соединения белка Cas9, который разрезает только одну нить ДНК, а не обе, с другим ферментом, который химически преобразует одну букву ДНК в другую. Cas9 направляет фермент, редактирующий основания, в нужное место в геноме; затем другой фермент воздействует на этот участок, в идеале производя только одну правку.
Такой уровень точности породил надежды на то, что эта техника может обеспечить более безопасные и контролируемые методы лечения генетических заболеваний, чем это возможно с помощью CRISPR-Cas9. С тех пор как в 2016 году было впервые разработано редактирование оснований, было создано несколько редакторов оснований для изменения ДНК различными способами, что повысило эффективность и снизило вероятность внесения нежелательных генетических изменений.
В объявленном на этой неделе испытании будет использован редактор оснований для преобразования аденинового основания (A) в гуаниновое (G) в ДНК, кодирующей белок PCSK9, ключевой регулятор уровня холестерина в крови. Этот подход, разработанный компанией Verve Therapeutics в Кембридже, штат Массачусетс, направлен на снижение количества функционального PCSK9 у людей с заболеванием под названием гетерозиготная семейная гиперхолестеринемия, которая вызывает высокий уровень холестерина и может привести к сердечным заболеваниям. Было показано, что отключение PCSK9 снижает уровень холестерина и уменьшает риск сердечных заболеваний, а несколько препаратов, уже имеющихся на рынке, снижают активность PCSK9.
"Это может быть очень перспективно", - говорит Питер Босма, изучающий заболевания печени в Медицинском центре Амстердамского университета. Босма указывает на результаты доклинических исследований на макаках, опубликованные в прошлом году, которые показали, что эта терапия снижает уровень PCSK9 в крови на 81% и снижает уровень холестерина в крови без видимых вредных побочных эффектов. Другое исследование на макаках, проведенное Шванком и его коллегами, также показало, что лечение было безопасным.
Несмотря на осторожный оптимизм, исследователи будут следить за тем, не вызывает ли лечение каких-либо внецелевых генетических изменений. Риск таких побочных эффектов может быть уравновешен пользой от лечения для людей с очень высоким уровнем холестерина, но исследователям необходимы данные о долгосрочной безопасности, прежде чем они будут уверены, что эта терапия может быть использована более широко. "Возможно, мы узнаем это через много лет, но не сейчас", - говорит Босма.
Испытание Verve направлено на редактирование клеток непосредственно в организме. Команда заключила компоненты редактирования оснований - мессенджерную РНК, кодирующую фермент, необходимый для изменения ДНК, и дополнительный фрагмент РНК, который направит ферменты в нужное место - в липидные наночастицы, аналогичные тем, которые используются при создании мРНК-вакцин COVID-19. Наночастицы будут концентрироваться в печени - ключевом месте выработки PCSK9.
В отличие от этого, в предстоящем испытании препарата против серповидно-клеточной анемии будет использоваться редактирование оснований для изменения ДНК в стволовых клетках крови, которые были удалены из организма. Затем отредактированные клетки будут пересажены участникам. Испытание будет проводиться компанией Beam Therapeutics, также расположенной в Кембридже, которая сотрудничала с Verve в разработке терапии редактирования оснований холестерина.
В настоящее время разрабатываются и другие методы терапии с редактированием оснований для лечения таких заболеваний, как лейкемия, редкое метаболическое состояние, называемое болезнью хранения гликогена, и болезнь Штаргардта, которая может привести к слепоте. Другие подходы, основанные на CRISPR, готовятся к внедрению в клинику. Были открыты альтернативные ферменты Cas, которые могут редактировать РНК, а не ДНК. Шванк говорит, что его лаборатория в основном перешла от редактирования оснований к технике, называемой редактированием праймеров, которая обеспечивает большую точность: "Все развивается быстро".
