Исследовательская группа из Института регенеративной медицины Совета управляющих Сидарс-Синай сосредоточила свое внимание на унаследованном пигментном ретините, дегенеративном заболевании глаз, лекарство от которого не известно, которое может привести к слепоте. Исследователи использовали метод, известный как CRISPR / Cas9, для удаления генетической мутации, вызывающей болезнь слепоты.
CRISPR / Cas9 адаптирован из стратегии, используемой бактериями для борьбы с вторгающимися вирусами.Хотя в исследовании участвовали крысы, оно является важной вехой из-за потенциальных последствий для человека.«Наши данные показывают, что при дальнейшем развитии, возможно, появится возможность использовать этот метод редактирования генов для лечения унаследованного пигментного ретинита у пациентов», — сказал Шаомей Ван, доктор медицинских наук, научный сотрудник Глазной программы института и доцент кафедры биомедицины.
Наук. Ван был старшим автором исследования, опубликованного в журнале Molecular Therapy.По данным Национального института здравоохранения, пигментный ретинит — это класс заболеваний, при которых пациенты на ранних стадиях испытывают куриную слепоту, наряду с атрофией и пигментными изменениями сетчатки, сужением поля зрения и возможной слепотой. Хотя в целом это редкое заболевание, это одно из наиболее распространенных наследственных заболеваний сетчатки, которым страдает примерно 1 из 4000 человек в США и Европе.
CRISPR / Cas9, метод, который ученые Cedars-Sinai использовали для нацеливания на пигментный ретинит, используется генетическими исследователями менее пяти лет. За это время он изменил науку о редактировании генома, сделав процесс более простым, надежным и менее дорогостоящим.
Этот метод заимствован из системы, которую используют бактерии, чтобы обезвредить вторгшиеся вирусы. Бактерии сначала копируют часть генетического кода захватчика в особую последовательность рибонуклеиновой кислоты (РНК), которая действует как мессенджер для выполнения инструкций кода.
Когда вирус возвращается, РНК связывается с белком Cas9, направляя его к соответствующему гену в вирусе. Белок отключает ген.
Изменяя эту систему, ученые могут запрограммировать Cas9, чтобы включить или выключить выбранные гены или переписать генетический код. (CRISPR расшифровывается как Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat, тип последовательностей ДНК, участвующих в этом процессе.)В ходе исследования исследователи Cedars-Sinai разработали систему CRISPR / Cas9 для удаления мутировавшего гена, вызывающего потерю фоторецепторных клеток в глазу. Они ввели эту систему молодым лабораторным крысам, которые были сконструированы для моделирования типа унаследованного пигментного ретинита, известного как аутосомно-доминантный, который включает этот мутировавший ген.После однократной инъекции крысы смогли лучше видеть по сравнению с контрольной группой, что было измерено с помощью оптомоторного рефлекса, который включает поворот головы в ответ на движущиеся полосы различной степени яркости.
Клайв Свендсен, доктор философии, соавтор исследования, сказал, что эффективность и согласованность этих результатов можно улучшить, изменив элементы системы CRISPR / Cas9 и используя новые методы вирусной доставки. В будущем, после дополнительных исследований, он считает, что надежное редактирование генома с помощью этой системы может предоставить средства для коррекции широкого спектра наследственных заболеваний у пациентов.«Это первый раз, когда редактирование генов CRISPR / Cas9 было использовано для предотвращения потери зрения у живых животных. Это действительно замечательный результат, открывающий путь для более интересных исследований и внедрения в клинику в будущем», — сказал Свендсен. директор Института регенеративной медицины Совета управляющих и Заслуженный председатель в области регенеративной медицины Фонда семьи Керри и Симона Викар.
Помимо Свендсена и Ванга, другими ключевыми авторами исследования были Бенджамин Баконди, доктор философии; Вэньцзянь Львов, доктор философии; Бин Лу, доктор медицинских наук; Мелисса К. Джонс, MS, Ючун Цай, доктор философии; Кевин Дж. Ким, доктор философии; Рашель Леви, BS; Аслам Аббаси Ахтар, MS; и Джошуа Дж. Бройниг, доктор философии.
Финансовая поддержка этого исследования была предоставлена ??Институтом регенеративной медицины Совета управляющих Сидарс-Синай, Фондом борьбы за зрение и Национальным институтом глаз при Национальных институтах здравоохранения под номером EY020488.