Синдром Дауна – наиболее часто встречающаяся хромосомная аномалия, обусловленная наличием дополнительной копии 21-й хромосомы, что именуется трисомией 21. Данное генетическое нарушение проявляется в виде физических особенностей, замедляет развитие, включая врожденные пороки сердца, проблемы со слухом, а также затрудняет обучение и развитие речи. Тем не менее, ученые из Университета Миэ (Япония) добились значительного прогресса – ими создан метод генной коррекции, позволяющий исключить избыточную хромосому.
В журнале PNAS Nexus появились результаты исследования, демонстрирующие работу системы CRISPR/Cas9, cRISPR, технология, используемая для изменения ДНК, способна устранять лишнюю хромосому в поврежденных клетках. Этот инструмент использует ферменты для поиска конкретных участков ДНК, и при обнаружении соответствия может удалять целые фрагменты генетического материала. Специально для воздействия на трисомию 21 ученые создали направляющие молекулы CRISPR, обеспечивающие точное нацеливание на пораженные участки. Такой подход, называемый аллель-специфичным редактированием, гарантирует, что фермент воздействует только на необходимую мишень. В результате эксперимента было установлено, что после удаления избыточной хромосомы экспрессия генов в клетках, выращиваемых в лабораторных условиях, восстановилась.
Последующие исследования выявили, что редактирование привело к повышению активности генов, участвующих в развитии нервной системы, и к снижению активности генов, отвечающих за метаболизм. Также было отмечено, что отредактированные клетки демонстрируют более высокую скорость роста и сокращенный цикл деления по сравнению с контрольными образцами.
Ученые также протестировали CRISPR на фибробластах кожи, полученных от людей с синдромом Дауна, наряду с использованием лабораторных клеточных культур. Метод продемонстрировал эффективность, успешно удалив избыточную хромосому в ряде случаев. Тем не менее, поскольку CRISPR потенциально может влиять на здоровые клетки, исследователи указывают на то, что до использования в клинической практике технологии предстоит пройти значительный путь. Сейчас группа специалистов занимается совершенствованием методики, чтобы обеспечить ее действие исключительно на клетки с трисомией.
С подробным описанием исследования можно ознакомиться в журнале .