Просто геном

Неудивительно, что фармацевтическая промышленность выделила огромные ресурсы на разработку лекарств, которые нарушают взаимодействие между ВИЧ и геном CCR5, в надежде защитить тех, кому не повезло иметь подобную поломку в своих геномах. Но недавние исследования убедительно продемонстрировали, что мы можем добиться того же – то есть предотвратить попадание ВИЧ на CCR5 – путем редактирования самого гена CCR5. Несколько лабораторий уже осуществили такой эксперимент с помощью CRISPR, по крайней мере с клетками в чашке Петри. Но заслуга в первом успешном редактировании гена CCR5 на людях принадлежит технологии цинковых пальцев и калифорнийской компании Sangamo Therapeutics.

Работая с врачами в Университете Пенсильвании, исследователи из Sangamo Therapeutics провели клиническое испытание с использованием препарата для редактирования генов, который просто-напросто выбил ген CCR5. Ранняя стадия исследования была нацелена прежде всего на проверку безопасности препарата, который собирались использовать для редактирования гена CCR5 – исследователи хотели знать, будут ли отредактированные клетки, ДНК которых была модифицирована в лаборатории, приняты организмами пациентов без серьезных побочных эффектов. Как оказалось, исследование также показало, насколько эффективным может быть редактирование генов при реверсии заболевания.

У всех двенадцати ВИЧ-инфицированных пациентов, которые принимали участие в исследовании, проведённом компанией Sangamo, сначала изъяли из крови образцы лейкоцитов. Эти лейкоциты были очищены в лаборатории и отредактированы с помощью цинковых пальцев, мишенью которых стала 155 буква гена CCR5. Учёным удалось разрезать и инактивировать ген так, чтобы предотвратить образование функционального белка CCR5. Затем отредактированные клетки размножили в лаборатории. Наконец каждому пациенту повторно ввели их отредактированные клетки, а затем проводили мониторинг в течение примерно девяти месяцев.

Исследователи пришли к выводу, что инфузии ССR5-модифицированных иммунных клеток пациентам «безопасны в рамках данного исследования». Возможно, это не потрясающее открытие, но тем не менее обнадёживающий признак того, что редактирование генов может быть использовано в терапевтических целях для пациентов – по крайней мере, ex vivo, – путем культивирования и обработки клеток в лаборатории. И среди результатов исследования были ещё более многообещающие данные. Врачи обнаружили, что отредактированные клетки вызывали замедленный подъём уровня ВИЧ в организмах испытуемых медленнее, чем обычно, когда антиретровирусная терапия была временно прервана. Другими словами, имелись явные признаки того, что лечение, основанное на использовании технологии цинковых пальцев, успешно уменьшило агрессию инфекции, но не как обычное лекарство, а путём изменения лишь одной буквы в геномах пациентов.

CRISPR уже исследовалась для изучения нескольких возможных методов лечения, направленных на ликвидацию ВИЧ. Один из подходов заключается в программировании CRISPR для нацеливания на генетический материал из вируса ВИЧ, освобождения клеток пациентов от ВИЧ путем буквального удаления инфекционной ДНК из их геномов. Еще один метод лучше всего описать как «шокировать и уничтожить»: он использует деактивированную форму CRISPR для преднамеренного «пробуждения» неактивного вируса, чтобы его можно было атаковать с помощью существующих лекарств.

Стало ясно, что клинические возможности редактирования генов ex vivo огромны независимо от того, используются ли они для лечения генетических заболеваний или вирусных инфекций. Но, конечно же, не все болезни коренятся в крови. В случае заболеваний, поражающих ткани организма, врачи не могут полагаться на методы лечения, которые требуют удаления и восстановления пораженных клеток: процедуры для этого просто слишком инвазивны и слишком рискованны. Для лечения таких заболеваний необходимо вводить CRISPR прямо в ткани тела, где проявляет себя та или иная болезнь.

Прежде чем лечить пациентов с помощью методов редактирования генов in vivo, учёным необходимо решить многочисленные проблемы, которые не возникают при использовании метода ex vivo. Исследователи должны выяснить, как ввести CRISPR непосредственно в ткани тела, наиболее подверженные конкретному заболеванию. Кроме того, это должно быть достигнуто без провоцирования иммунного ответа в организме пациентов. Кроме того, CRISPR должен быть достаточно стабильным, чтобы выжить в теле, пока редактирование не завершено.