Международная группа ученых испытала на клетках человека метод лечения сепровидно-клеточной анемии, основанный на технологии редактирования генома CRISPR/Cas9. Испытания позволили успешно пересадить мышам стволовые кроветворные клетки человека с отредактированным геномом. Статья опубликована в журнале Nature.

Серповидно-клеточная анемия относится к бета-гемоглобинопатиям — заболеваниям, которые вызываются мутациями в гене одного из белков, входящих в состав гемоглобина — бета-глобина (HBB). Серповидно-клеточная анемия вызывается одиночной мутацией в гене HBB, приводящей к единичной аминокислотной замене в первичной последовательности бета-глобина, что, в свою очередь, приводит к тому, что гемоглобин начинает слипаться в агрегаты внутри эритроцитов. Из-за этого эритроциты чаще разрушаются и формируют тромбы, что приводит к нарушению кровоснабжения, анемии и ослаблению иммунитета. Несмотря на то, что патогенез серповидно-клеточной анемии очень хорошо изучен, на сегодня способов ее лечения не существует. Единственным относительно эффективным способом терапии пока остается довольно опасная процедура по пересадке донорского костного мозга.

При этом серповидноклеточная анемия является удобной мишенью для генетической терапии: для достижения терапевтического эффекта достаточно отредактировать мутации гена бета-глобина в стволовых гемопоэтических (кроветворных) клетках. Если хотя бы часть эритроцитов, получившихся из отредактированных стволовых клеток, начнет производить нормальный бета-глобин, это позволит купировать основные симптомы болезни.

Ранее метод генетической терапии серповидноклеточной анемии, использующий систему редактирования CRISPR/Cas9, был разработан и успешно испытан на мышах. Система редактирования основана на совместной работе рибонуклеопротеинов (комплексов белка-нуклеазы Cas9) и вектора на базе аденоассоциированного вируса. Вектор доставляет в гемопоэтическую стволовую клетку гомологичный донорский ген, после чего в гене бета-глобина HBB происходит гомологичная рекомбинация. Затем отредактированные стволовые клетки инъецируют обратно в кровоток.

В данном исследовании авторы испытали описанный метод, отредактировав человеческие стволовые клетки и затем пересадив их мышам. Инъецированные в кровоток мышей стволовые клетки человека после дифференциации в эритроциты успешно экспрессировали зрелую матричную РНК бета-глобина. Это подтверждало наличие интактной регуляции транскрипции отредактированных аллелей HBB. Испытания позволили отредактировать более 90 процентов популяции стволовых клеток за счет разработанной авторами методики по отбору успешно отредактированных стволовых клеток из общей культуры.

Помимо серповидно-клеточной анемии, технологию редактирования генома CRISPR/Cas9 (о том, как она работает, можно прочитать здесь) уже испытывали, например, для терапии диодистрофии Дюшена на мышах и лечения бета-талассемии — причем не на мышах, а на человеческих эмбрионах. О других последних тенденциях в области технологии можно почитать здесь.

Автор: Софья Долотовская