Автор: Майкл Ирвинг
Мы обязаны долгой жизнью стволовым клеткам, которые находятся глубоко внутри определенных тканей организма и постоянно заменяют отжившие своё ткани. В последние годы ученые смогли научиться исправлять генетические отклонения, удаляя стволовые клетки, редактируя их геномы, а затем имплантировав обратно пациенту, но вся эта процедура чревата осложнениями. Однако в ходе нового исследования учёных Гарвардского университета удалось успешно отредактировать стволовые клетки прямо в организме.
Лечение генетических заболеваний напоминает очистку реки от мусора. Просто убрать загрязнение в определённом месте не поможет: река через некоторое время снова станет грязной, если не решить проблему, расположенную выше по течению. Точно так же лечение больных клеток не очень поможет, если не трогать стволовые клетки, которые через некоторое время заменят здоровые материалы больными.
В настоящее время исправление стволовых клеток включает в себя удаление их из укрытий глубоко внутри тела, затем генетическое изменение и возвращение обратно пациенту. В этой сложной процедуре есть много потенциальных проблемных точек: клетки могут погибнуть в лаборатории, иммунная система пациента может отторгнуть их после трансплантации, или имплантированные клетки просто не заработают.
«Когда вы отделяете стволовые клетки от организма, вы выводите их из очень сложной среды, которая питает и поддерживает их, они в какой-то степени оказываются шокированы» — рассказывает Эми Вейгерс, ведущий научный сотрудник исследования. «Внесение генетических изменений без травмирующего воздействия на клетки – в этом заключалась наша цель».
Опираясь на свою предыдущую научную работу, команда использовала механизм редактирования генов с помощью различных типов аденоассоциированных вирусов (AAV). Эти вирусы могут проникать в клетки млекопитающих и изменяться так, чтобы не вызывать заболевания, а вместо этого редактировать гены.
В тестах на мышах исследователи использовали AAV для получения системы редактирования генов CRISPR в различных типах кожи, крови и мышечных стволовых клетках. Чтобы получить ясность по поводу того, работает ли система или нет, стволовые клетки были запрограммированы для активации «репортерных» генов, которые будут светиться флуоресцентным красным.
И техника сработала. Исследователи обнаружили, что до 60 процентов стволовых клеток в скелетных мышцах, а также до 27 процентов клеток кожи и 38 процентов стволовых клеток в костном мозге светились красным, указывая на успешную редактуру.
Вслед за этим исследователи также отметили, что другие клетки кожи также, по-видимому, были отредактированы, что указывает на изменения в стволовых клетках дальше по линии.
Учёные говорят, что этот прорыв может привести к новым методам лечения генетических заболеваний, особенно таких, как мышечная дистрофия, которые зависят от регенерации тканей.
«До сих пор концепция имплементации здоровых генов в стволовые клетки с использованием AAV не была совершенной, потому что эти клетки очень быстро делятся в живых системах – а значит новые гены растворялись в них» — отмечает Шариф Табебордбар, один из авторов исследования. «Наша работа показывает, что мы можем постоянно модифицировать геном стволовых клеток и, следовательно, их потомков, в их нормальной анатомической нише. Существует большой потенциал для развития этого подхода и разработки более длительных методов лечения различных форм генетических заболеваний».
Исследование было опубликовано в журнале Cell Reports.
Оригинал: NewAtlas
