допомогти

Частина 5 Для чого може бути корисна генна інженерія?

Нові інженерні методи геному також можуть бути використані для лікування природних спадкових захворювань, як це було продемонстровано в ряді експериментів на тваринах. Однак, оскільки зазвичай потрібно мінімум 10 років після розробки лікарського засобу або цього виду терапії, щоб вийти на ринок після клінічних випробувань, на даний момент можуть бути представлені лише потенційні варіанти, які можуть бути використані в майбутньому .

Але важливість генної інженерії свідчить про те, що, незважаючи на короткий час, що минув з моменту її відкриття, ще в листопаді 2017 року При синдромі Хантера методика також застосовувалася у пацієнтів з Хвороба викликана мутацією гена ферменту, який розщеплює певні цукри. За відсутності ферменту нерозкладені цукри накопичуються і спричиняють порушення розвитку, пошкодження органів та мозку та передчасну смерть. У процедурі використовували генетично модифікований вірус (званий аденоасоційованим вірусом) для доставки добре функціонуючої версії гена до клітин печінки пацієнта, який почав виробляти відсутні фермент. З тих пір пацієнт не виявляв більш серйозних побічних ефектів, і функцію ферменту, якої до цього часу не було, можна було виявити. Однак це не означає, що процедура абсолютно нешкідлива. Побічні ефекти, згадані в попередній главі, також не можуть бути повністю виключені за допомогою цієї процедури, але ймовірність їх виникнення, ймовірно, нижча, ніж при попередніх методах.

У Китаї також проводиться клінічне випробування на людях із використанням CRISPR/Cas9, і незабаром у США розпочнуть нові дослідження цього типу.

Здається, легше скористатися функцією CRISPR/Cas9 інактивації гена, подібною до згаданих для вірусів. Існують спадкові захворювання, при яких токсичний білок утворюється внаслідок мутації, яка викликає захворювання. Наприклад, такий розлад розвитку є непропорційним карликовий ріст (ахондропазія), в якому досі було продемонстровано в культурі клітин людини, що шкідливу мутацію можна усунути за допомогою CRISPR/Cas9. Подібна можливість виявлена ​​для спадковості, що призводить до погіршення зору та сліпоти глаукома (глаукома), де хворобу можна запобігти мишам, інактивуючи ген міоциліну.

THE Хвороба Хантінгтона переважно успадковане важке неврологічне захворювання, що швидко розвивається, яке розвивається приблизно у віці 40 років, що призводить до мимовільних, посмикуючих рухів, емоційних спалахів та психічного спаду у пацієнта. В даний час розвиток та загострення хвороби не можна запобігти, навіть якщо дефектна варіація гена виявлена ​​в дитячому віці. Дослідження мишей показало, що ген під назвою huntintin, аномальна варіація якого спричиняє захворювання, необхідний лише для розвитку нервової системи. Мишам старше чотирьох місяців (там це вже в зрілому віці) ген не потрібен для здорового життя. Припускають, що це стосується і людей.

Дослідники ввели специфічну для гена систему huntingtin CRISPR/Cas9 в смугастий мозок 9-місячних мишей з хворобою Хантінгтона, використовуючи модифікований аденоасоційований вірус, згаданий вище, де він інактивував ген. Симптоми хворих мишей значно покращились, хоча вони не досягали повною мірою здібностей здорових мишей. Однак цікавим було також те, що певний ступінь здатності до самовідновлення відчувався в клітинах мозку, коли токсичний білок видалявся.

Але є повідомлення про перспективні спроби спадкових захворювань, де дефектний ген коригується за допомогою CRISPR/Cas9.

Наприклад М'язова дистрофія Дюшенна, яка є спадковою хворобою з важкою дегенерацією м’язів у хлопчиків, генна терапія CRISPR застосовується для поліпшення дефектів шляхом корекції дефектних генів. Цікаво, що замість звичного вірусу тут використовувались наночастинки золота для введення генів у клітини, проти чого досвід показує, що організм дає менше імунної відповіді, менш токсичний та дешевший за звичні віруси, тому очікується менша кількість та м’які побічні ефекти.

Вони частіше використовуються швидше для виду генної терапії, де кров може бути отримана від пацієнта, можливо стовбурових клітин кісткового мозку, з яких певні клітини, як правило, імунні клітини, виділяються, модифікуються і потім повертаються пацієнту.

Це т.зв. генна терапія ex vivo на відміну від in vivo, коли модифікація гена відбувається у пацієнта. Тут ризик побічних ефектів набагато нижчий, оскільки модифікуються лише вилучені клітини, які навіть можна перевірити перед поверненням, щоб побачити, чи дійсно в них відбулися бажані зміни? Одним із прикладів цього було вибивання згаданого гена CCR5 зі стовбурових клітин кісткового мозку, що може запобігти розвитку СНІДу у ВІЛ-інфікованих людей. Однак більшість із цих типів процедур вивчаються при лікуванні раку. Імунні клітини, вилучені в цих процедурах, модифікуються, щоб визнати, що вони також вбивають ракові клітини (ld. Розділ 2).
Цей метод був використаний китайцями у пацієнта з раком легенів, який таким чином став першим пацієнтом, який отримав лікування клітинами, відредагованими за допомогою CRISPR. У наступне дослідження вже було включено 10 подібних пацієнтів.

З вищесказаного видно, що згадані вище методи редагування геному створюють нові можливості для того, щоб ми могли вилікувати раніше невиліковні захворювання та пацієнтів з більшими шансами. Однак Небезпеки, згадані в розділі 3 вони ще не повністю зникли. Наприклад, CRISPR не лише модифікує ген-мішень, що навіть може призвести до розвитку інших захворювань, зокрема раку. Інша проблема полягає в тому, як доставити гени в клітини. Найчастіше використовувані віруси також є потенційними джерелами небезпеки. З іншого боку, дослідники працюють з паровою енергією, щоб мінімізувати ймовірність побічних ефектів. Таким чином, все більше розробляється систем CRISPR/Cas9, які можна використовувати для точнішої модифікації генів. Або замість вірусів з’являються нові пристрої (див. Наночастинки золота, про які згадувалося раніше), менш токсичні та дешевші.