Технология редактирования генома CRISPR открывает новые перспективы в лечении тяжелых наследственных болезней, таких как фенилкетонурия. Ученым впервые удалось добиться значительного успеха в терапии на животных моделях, что вселяет надежду на будущее применение метода у людей.
Двойной успех в научных лабораториях
Исследовательская группа из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) сообщила о впечатляющих результатах: им удалось исправить генетические мутации, вызывающие фенилкетонурию, в клетках печени взрослых мышей. Практически одновременно в журнале Nature Medicine была опубликована работа американских ученых из Университета Пенсильвании и Детской больницы Филадельфии, которые достигли аналогичного успеха в лечении другого наследственного заболевания — тирозинемии 1-го типа. Обе научные группы подчеркивают, что их достижения пока носят экспериментальный характер и требуют дальнейших масштабных исследований перед применением у человека.
Что такое фенилкетонурия и почему она опасна?
Фенилкетонурия представляет собой серьезное генетическое нарушение, при котором в организме накапливается аминокислота фенилаланин. Это приводит к тяжелым последствиям: у детей развиваются необратимые нарушения умственного и двигательного развития. Причина болезни кроется в мутации гена, отвечающего за производство фермента фенилаланингидроксилазы (PAH), который расщепляет фенилаланин в печени. Заболевание проявляется, если ребенок наследует дефектный ген от обоих родителей. До сих пор радикального лечения не существовало — ранняя диагностика позволяла лишь контролировать состояние с помощью строгой диеты, ограничивающей поступление фенилаланина с пищей.
Как работает усовершенствованная технология CRISPR?
Под руководством профессора Джеральда Шванка ученые ETH Zurich применили модифицированную версию системы CRISPR/Cas для редактирования генома взрослых мышей. Ключевым усовершенствованием стало использование дополнительного фермента — цитидиндезаминазы, который значительно повысил точность и эффективность процедуры. Этот подход позволил «вырезать» дефектные участки ДНК и заменить их корректными последовательностями. Для доставки правильных генов в клетки печени исследователи использовали специально подобранные вирусные векторы. Результат превзошел все ожидания: удалось исправить до 60% мутировавших генов в печеночных клетках, что привело к восстановлению выработки функционального фермента PAH и фактическому излечению животных.
Перспективы и необходимые этапы исследований
«Данная методика демонстрирует огромный терапевтический потенциал для лечения людей», — отмечает профессор Шванк. Однако он подчеркивает, что текущие результаты — лишь доказательство работоспособности концепции. Прежде чем метод будет опробован на пациентах, необходимо провести серию дополнительных исследований на других видах животных. Особое внимание будет уделено оценке безопасности: ученым нужно исключить риск непреднамеренных генетических изменений, которые потенциально могут привести к развитию онкологических заболеваний. Следующим логическим шагом станут эксперименты на свиньях, чья печень по анатомии и физиологии значительно ближе к человеческой, чем печень грызунов.
Пренатальная генная терапия: лечение до рождения
Отдельного внимания заслуживает работа американских исследователей, которые успешно применили редактирование генома CRISPR-Cas для лечения тирозинемии 1-го типа у мышей на стадии внутриутробного развития. Это открывает принципиально новые возможности — предотвращать развитие тяжелых наследственных заболеваний еще до появления симптомов. Подобный пренатальный подход мог бы стать прорывом не только для тирозинемии, но и для множества других врожденных генетических патологий, позволяя обеспечить здоровое развитие ребенка с самого начала жизни.