ТОКИО (ИА Реалист). Исследовательская группа Университета Миэ и других институтов с помощью технологии редактирования генома CRISPR-Cas9 успешно удалила лишнюю 21-ю хромосому из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, полученных от пациентов с синдромом Дауна. Точность достигла 37,5%. Результаты опубликованы в журнале PNAS Nexus.
Принцип технологии: аллель-специфичное расщепление
Синдром Дауна вызывается трисомией по 21-й хромосоме — наличием трёх копий вместо нормальных двух. Перед исследователями стояла задача: удалить только лишнюю третью хромосому, не повредив две нормальные.
Группа выделила фибробласты из кожи пациентов и вырастила из них iPS-клетки. Затем с помощью хромосомной инженерии были созданы три типа клеток, в каждом из которых была удалена одна из трёх 21-х хромосом. Полногеномное секвенирование позволило выделить уникальные последовательности для каждой хромосомы.
На основе этих данных была сконструирована система CRISPR/Cas9, способная одновременно разрезать целевую хромосому в нескольких участках. Поскольку три хромосомы происходят от разных родителей, система смогла точно идентифицировать и разрезать только «лишнюю», обеспечив аллель-специфичное расщепление.
Ключевые результаты
Обработка iPS-клеток пациентов с синдромом Дауна этой системой позволила удалить целевую 21-ю хромосому с точностью до 37,5%.
После удаления лишней хромосомы исследователи проанализировали характеристики клеток, включая профиль экспрессии генов, скорость пролиферации и способность справляться с активными формами кислорода. Результаты показали, что характеристики клеток восстановились до нормы. Гены, связанные с развитием нервной системы, стали более активными, а гены, связанные с метаболизмом, — подавленными.
Исследование также подтвердило, что систему можно использовать для удаления лишней хромосомы не только в iPS-клетках, но и в фибробластах, а также в неделящихся клетках.
Ограничения технологии
Исследовательская группа прямо указывает, что технология находится лишь на стадии подтверждения концепции в клеточных экспериментах in vitro. Основные технические проблемы включают внецелевые эффекты: часть разрезов CRISPR затрагивала здоровые хромосомы. Исследователи работают над оптимизацией направляющих молекул. В более раннем исследовании сообщалось о средней частоте потери целой хромосомы около 7%.
Этические соображения
Технологический прорыв вызвал важную этическую дискуссию. Критики указывают, что рассмотрение синдрома Дауна как дефекта, который нужно «устранить», может игнорировать ценность жизни людей с этим синдромом.
Итальянская рабочая группа CoorDown и AIPD в совместном заявлении подчеркнули: «Это результат, полученный только на выращенных в лаборатории клетках. Это не лечение и не метод, который можно применить к человеку сегодня». Они сравнили ситуацию с рюкзаком, полным камней: исследователи «не устраняют синдром, а вынимают из рюкзака мелкие камешки».
Будущие направления
Исследовательская группа отмечает, что аналогичные методы в конечном итоге могут быть применены к нейронам и глиальным клеткам. Параллельно развиваются более близкие к клиническому применению подходы, включая инактивацию 21-й хромосомы, а также испытания препаратов для улучшения когнитивных функций и профилактики болезни Альцгеймера.
