CRISPR настроили для борьбы с мышечной дистрофией с помощью РНК
Уже существуют способы, которыми инструмент редактирования генов CRISPR может улучшить здоровье, нацеливаясь и заменяя определенные фрагменты ДНК, но ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) изучали другой подход. Используя вместо этого метод таргетирования РНК, исследователи продемонстрировали способность разрушать токсические скопления этой молекулы, что может проложить путь к новым методам лечения мышечной дистрофии и связанных с ней состояний.
Новая работа основана на исследовании, опубликованном в 2016 году, в котором ученые UCSD показали, что инструмент CRISPR может быть использован для таргетирования РНК в живых клетках. РНК действует как мессенджер, передавая информацию о наших генах клеточному механизму для производства белков, и то, где она находится и как она проходит через клетку, может определить, насколько хорошо выполняется эта важная функция.
Когда РНК не следует по правильному пути или оказывается в месте, где она не должна быть, это может вызвать проблемы. Исследования связали неуместную РНК с целым рядом заболеваний, включая аутизм и рак, поэтому способность таргетировать ее в живых клетках была важным шагом вперед.
Когда CRISPR используется для нацеливания ДНК, ученые используют фрагмент РНК, предназначенный для имитации последовательности целевого гена, который направляет фермент под названием Cas9 в нужное место. Оказавшись там, фермент разрезает ДНК и инактивирует ген, который затем может быть заменен новой версией.
Ученые смогли внести изменения в эту систему, разработав короткую нуклеиновую кислоту, которая работает с направляющей РНК, чтобы найти молекулу РНК — технология, которую ученые называют РНК-таргетной Cas9. Теперь ученые обратили свое внимание на разработку новых методов лечения миотонической дистрофии типа 1, наиболее распространенного типа мышечной дистрофии взрослого человека.
Страдающие этим заболеванием наследуют повторяющиеся сегменты ДНК, которые вызывают токсическое накопление повторяющейся РНК, что вызывает ухудшение состояния мышц и нарастающую слабость, характерную для данного заболевания. Исследователи задались целью выяснить, можно ли использовать их РНК-таргетированный Cas9 для удаления этих неприятных отходов.
Эксперименты проводились на мышиных моделях заболевания, при этом грызунам вводили новую версию генной терапии, включающую вирусные векторы и РНК-проводник для таргетирования повторяющейся РНК. Исследователи обнаружили, что всего одна доза может помочь избавить животных от токсического накопления РНК и обратить вспять почти все симптомы миотонической дистрофии на устойчивой основе.
По мнению ученых, это демонстрирует, что метод РНК-таргетной генной терапии Cas9 может оказаться мощным способом лечения миотонической дистрофии типа 1. И это токсическое накопление РНК было связано с рядом других неизлечимых заболеваний, так что метод может иметь еще больший потенциал.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.