Исследователи из Тель-Авивского университета продемонстрировали, что методика на основе техники редактирования генов CRISPR/Cas9 может быть крайне эффективна при лечении метастатического рака. Статья об этом опубликована в издании Science Advances.

Авторы работы создали новую систему молекулярной доставки на основе липидных наночастиц — CRISPR-LNP. Эта система нацелена на раковые клетки и уничтожает их, нарушая структуру нуклеиновых кислот. CRISPR-LNP содержит так матричную РНК, которая кодирует фермент CRISPR-Cas9; он, в свою очередь, действует как «молекулярные ножницы», разрезающие ДНК мутировавших клеток.

«Это первое исследование, которое доказывает, что систему редактирования генома CRISPR можно использовать для эффективного лечения рака в живом организме, — говорит ведущий автор исследования Дэн Пир. — Следует подчеркнуть, что это не химиотерапия. Здесь нет побочных эффектов, и раковые клетки, обработанные таким образом, никогда не станут снова активными. Молекулярные ножницы Cas9 разрезают ДНК раковых клеток, тем самым нейтрализуя их и навсегда предотвращая репликацию».

Схема подготовки CRISPR-LNP. Спиртовую смесь липидов, CRISPR-LNP, CRISPR-Cas9 и направляющую РНК (sgRNA) смешивают в специальном миксере для получения липидных наночастиц / Peer, Rosenblum et al., Science Advances, 2020

Для изучения возможностей своей разработки Пир и его коллеги выбрали два самых смертоносных типа рака: глиобластому и метастатический рак яичников. Глиобластома — наиболее агрессивный вид рака головного мозга, продолжительность жизни при котором составляет 15 месяцев после постановки диагноза, а пятилетняя выживаемость — всего 3%. Исследователи продемонстрировали, что однократное применение CRISPR-LNP удвоило среднюю продолжительность жизни мышей с глиобластомой, повысив их общую выживаемость примерно на 30%.

Рак яичников — самое смертельное онкологическое заболевание женской репродуктивной системы. У большинства пациентов диагностируется запущенная стадия заболевания, когда метастазы уже распространились по организму. Несмотря на прогресс в лечении, достигнутый в последние годы, выживает только треть пациенток. Применение CRISPR-LNP для терапии модельных мышей с метастатическим раком яичников увеличивало общую выживаемость грызунов на 80%.

«Технология редактирования генома CRISPR, способная идентифицировать и изменять любой генетический сегмент, революционизировала нашу способность <…> нарушать, восстанавливать или даже заменять гены, — объясняет Пир. — Несмотря на широкое использование в исследованиях, клиническая реализация все еще находится в зачаточном состоянии, потому что для безопасной и точной доставки CRISPR к его клеткам-мишеням необходима эффективная система доставки. Разработанная нами система доставки нацелена на ДНК, ответственную за выживание раковых клеток. Это инновационный метод лечения агрессивных форм рака».

Теперь авторы работы планируют изучить, будет ли CRISPR-LNP эффективна при лечении рака крови, а также некоторых генетических заболеваний вроде мышечной дистрофии Дюшенна. В перспективе новую технологию хотят применять для лечения СПИДа и других хронических вирусных и наследственных болезней.