Редактирование генов стало безопаснее

Эндогенное дыхание в лечении различных заболеваний. Вопросы и ответы по конкретным заболеваниям.

Модераторы: сергей., Евгений Вериго

Редактирование генов стало безопаснее

Сообщение сергей. » Ср апр 24, 2019 22:22

Ученые описывают метод придания инструменту редактирования генов CRISPR-Cas9 «иммуносилентности», потенциально позволяющему надежно и незаметно выполнять редактирование и восстановление генов.

Сегодня мы знаем, что исследователи наткнулись на ранее неизвестную бактериальную иммунную систему - CRISPR (для кластерных регулярно пересекающихся коротких палиндромных повторов).

CRISPR опирается на два основных компонента. Первая, известная как направляющая РНК, является своего рода молекулярной гончей, отвечающей за определение местоположения определенного сайта в геноме, который необходимо модифицировать или отключить. Второй компонент, известный как Cas9, представляет собой особый тип белка, известный как эндонуклеаза. Он функционирует как пара острых как бритва подрезающих ножниц, прорезая двухцепочечную ДНК в нужном месте, расположенном направляющей РНК.

Природа 2.0
Умные исследователи вскоре осознали потенциал CRISPR-Cas9 в качестве универсального инструмента для редактирования генов, полезного не только для модификации выбранных областей по всему бактериальному геному, но и для геномов всех живых организмов, включая человека. Возможности ошеломляют и не ограничиваются эффективным лечением широкого спектра генетических заболеваний. Впервые может быть возможно исправить генетические опечатки Природы, излечивая многие из этих болезней напрямую и предотвращая возникновение других.

CRISPR также обладает потенциалом радикально трансформировать экосистемы и был предложен в качестве средства для уничтожения таких болезней, как малярия, путем выведения комаров, которые приводят их к вымиранию, с помощью методов CRISPR, известных как генные побуждения.

Впервые в истории Земли один вид держит ключ к управлению ходом своей собственной эволюции (не говоря уже об эволюции бактерий, жирафов, деревьев красного дерева и всей планетарной жизни). В настоящее время существуют запреты на усилия по редактированию генов у людей, которые могут передаваться через зародышевую линию последующим поколениям, но, по крайней мере, в одном случае эти границы были зловеще превышены. Метод CRISPR настолько мощен и универсален, что, вероятно, существует несколько областей прикладной биологии, которые не будут затронуты им.

Но прежде чем CRISPR сможет предпринять свои первые пробные шаги в клинике, необходимо решить ряд вопросов безопасности, начиная с генного среза белка Cas9.

«Будучи такой же социальной революцией, как технологической революцией, многие исследователи начали изучать этические, социальные, нормативные и нормативные вопросы, связанные с использованием CRISPR», - говорит Киани. «Техника безопасности для решения проблем управляемости, специфичности и побочных эффектов лечения CRISPR получила значительный импульс, и возникли этические дебаты для обеспечения правильного использования технологии. Моя лаборатория заинтересована в решении обеих проблем».

Cas9 идет инкогнито
Новое исследование подтверждает, что Cas9 действительно является иммуногенным для людей и что существующее ранее воздействие S. pyogenes может стимулировать Т-клетки организма к иммунной атаке против бактериального белка. Когда было проведено скрининг 143 образцов крови, 82 из них (или 57,3 процента) показали обнаруживаемые уровни антител к S. pyogenes.

Далее в исследовании описывается попытка создать полнофункциональную версию Cas9, пригодную для редактирования генов, которая не распознается и не нацелена иммунной системой. Для этого исследователи определили области связывания антител с молекулой Cas9 (известные как эпитопы), которые были непосредственно вовлечены в запуск распознавания и атаки Т-клеток.

Две мутации в так называемых якорных остатках эпитопа Cas9 были исследованы индивидуально и в комбинации для оценки их влияния на иммуногенность. Модификация этих областей только одной аминокислотой привела к созданию версии Cas9, которая могла бы работать под прикрытием. Реакционная способность Т-клеток к мутированному пептиду продемонстрировала снижение в 25-30 раз, при этом сохраняя способность Cas9 разрезать ДНК без изменений.

«Это уникальная часть того, что мы сделали», - говорит Андерсон. «Мы взяли эти доминирующие эпитопы и попытались заставить их замолчать, просто выполнив одну или две мутации в гене Cas9. Но мы восстановили его, поэтому ген все еще функционировал. Он не иммунологически молчал, а более тих». Действительно, результаты исследования подтвердили, что в культивируемых клетках реинжинирированный Cas9 был менее иммунологически активным, сохраняя при этом свои функциональные свойства. Автор подчеркивает, что метод может быть объединен с другими стратегиями для дальнейшего повышения безопасности CRISPR и снижения потребности в иммунодепрессантах.

В настоящее время исследуются новые интересные направления, которые позволят использовать CRISPR для индуцирования эпигенетических изменений, включения молчащих генов, изменения активности нарушенных генов или иным образом изменения экспрессии генов без постоянных изменений в ДНК. Такие вмешательства потребуют, чтобы система CRISPR оставалась эффективной в организме гораздо дольше, возможно, недели или месяцы. Здесь потенциальный иммунитет к Cas9 будет еще более важным фактором. Индивидуальный пошив эпитопов для подавления иммунного ответа на Cas9 предлагает привлекательный подход.

«Мы надеемся, что это исследование положит начало многим усилиям, которые в совокупности позволят решить вопрос иммуногенности CRISPR для клинических испытаний», - говорит Киани.
сергей.
старожил
 
Сообщения: 884
Зарегистрирован: Вт май 04, 2004 15:50

Вернуться в Медицина

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1