• Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
626
На пути к генной терапии синдрома Дауна
Биология

На пути к генной терапии синдрома Дауна

Синдром Дауна – генетическое заболевание, вызванное наличием дополнительной хромосомы, что приводит к серьезным проблемам развития и, в итоге, к умственной отсталости. Недавно ученые сделали важный шаг на пути к созданию генной терапии этой, на сегодня неизлечимой, патологии

Синдром Дауна – самое распространенное хромосомное заболевание, вызванное наличием дополнительной (третьей) 21-й хромосомы. В этой самой маленькой хромосоме человека содержатся гены, регулирующие развитие нервной и сердечно-сосудистой систем, костной ткани и др. Эта генетическая патология встречается у одного из каждых 700–1000 новорожденных. Доказанный фактор риска ее развития – возраст матери старше 35 лет. 

С учетом глобальной тенденции к позднему родительству, вопрос реабилитации и лечения таких детей становится все более актуальным. Несмотря на распространение пренатального скрининга, позволяющего выявить хромосомные нарушения на ранних стадиях развития эмбриона и прервать такую беременность, до сих пор рождается значительное число детей с синдромом Дауна. При этом эффективных способов терапии этой врожденной патологии не существует.

Ученые пытаются найти способ «отключить» работу излишнего генетического материала у таких людей. Но здесь есть сложность: генная терапия традиционно работает с одним или двумя генами. Американские исследователи из Медицинского центра Бет-Израэль и Гарвардской медицинской школы поставили перед собой задачу одновременно подавить активность всей дополнительной хромосомы. 

С помощью широко применяемого метода редактирования генома CRISPR/Cas9 они вставили в 21-ю хромосому клеток человека ген XIST, который в норме инактивирует в женской клетке одну из двух Х-хромосом, чтобы не нагружать ее двойной дозой генных продуктов. Для этого с гена XIST считывается длинная некодирующаяя РНК, которая и блокирует работу «лишней» хромосомы.

Главным действующим лицом системы геномного редактирования CRISPR/Cas является комплекс РНК с белком Cas9 бактерии Streptococcus pyogenes. В этом комплексе направляющая РНК отвечает за распознавание гена-мишени, а белок вносит разрыв. Репарация ДНК в месте разрыва может происходить разными путями. При «прямом» сшивании путем негомологичного соединения концов в ДНК с большой частотой могут возникнуть мутации. Также можно исправить первоначальную мутацию путем гомологичной рекомбинации с сестринской хромосомой либо искусственной донорской молекулой ДНК. При этом возможно образование случайных мутаций, связанных с потерей или вставкой нуклеотидов. По: (Ceccaldi et al., 2016)

Ранее уже было показано, что искусственный «запуск» работы гена XIST может эпигенетически (без изменения структуры ДНК) подавлять дополнительную 21-ю хромосому. Однако из-за технических ограничений не удавалось достичь эффективной интеграции этой длинной последовательности в геном клеток-реципиентов. В этот раз исследователям удалось так модифицировать метод CRISPR, что эффективность вставки повысилась вдвое (до 40%), при этом неточные «побочные» вставки были не слишком масштабными.

Конечно, пока речь об эффективной терапии синдрома Дауна не идет. Новый подход не позволяет подавить активность «лишней» хромосомы в большинстве клеток; есть и другие трудности. Тем не менее, полученные результаты знаменуют значительный прорыв в этом направлении и, возможно, открывают путь к лечению этой и других патологий, связанных с нарушениями числа хромосом. 

Фото: https://picryl.com

Публикации по теме:

Что на роду написано, того не миновать?

«Редакторы геномов». От «цинковых пальцев» до CRISPR

CRISPR/Cas против болезни Гентингтона

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!