Генетики переоценили мутагенность CRISPR/Cas9

Технология редактирования генома CRISPR/Cas9 была предложена в 2012 году. Она основана на способности эндонуклеаз Cas9 распознавать попадающий в бактериальную клетку вирус и, если в бактериальной ДНК есть его фрагменты, разрывать вирусный геном, защищая клетку от заражения. Затем место разреза восстанавливается естественным или искусственным путем. Благодаря повышенной, по сравнению с аналогами, точностью методика считается одной из наиболее перспективных, в частности для лечения наследственных заболеваний. Однако она имеет ряд недостатков: так, длительная активность Cas9 в теле пациента повышает риск нежелательных разрывов ДНК. При этом способов контролировать пространственное и временное действие нуклеаз не существует.

По предыдущим оценкам, количество нежелательных мутаций в рамках CRISPR/Cas9 сравнительно невелико. Осенью 2016 года в Китае начались клинические исследования технологии: в роли испытуемых выступили пациенты с метастазировавшим немелкоклеточным раком легких, резистентным к другим видам терапии. В рамках работы ученые извлекли Т-лимфоциты первого пациента и удалили из них ген белка PD-1 (подавляет клеточный иммунитет, позволяя опухоли инактивировать лимфоциты). Затем клетки вводились обратно. Результаты этих тестов не раскрываются, тем не менее, несмотря на отсутствие надежных данных о потенциальных рисках процедур, аналогичные испытания запланированы в США на 2018 год. Авторы новой работы попытались уточнить побочные эффекты методики.

Для этого они секвенировали геном двух мышей, зрение которых ранее было восстановлено с помощью CRISPR/Cas9. Анализ учитывал все повреждения ДНК, которые могло вызывать редактирование, включая однонуклеотидные полиморфизмы (SNPs). Результаты показали, что геном каждой особи содержал свыше 1500 SNPs, а также более 100 крупных дефектов по типу инсерции и делеции. По словам авторов, это значительно превосходит прошлые оценки, которые были проведены путем компьютерных вычислений. Полученные данные указывают на необходимость использования полногеномного анализа при подготовке к CRISPR/Cas9 — в противном случае ученые повышают риск многочисленных нецелевых мутаций, считают исследователи.

Между тем отмечается, что, несмотря на выявленные дефекты, физиологические и анатомические показатели мышей, рассмотренных в работе, соответствуют норме. С учетом этого, а также неизбежного наличия побочных эффектов, авторы выразили оптимистичный взгляд на продолжение испытаний технологии. Они также намерены модифицировать компоненты методики для повышения ее эффективности и безопасности. Стоит отметить, что к настоящему времени результаты новой оценки опубликованы в виде пресс-релиза Колумбийского университета, и подробности исследования остаются наясными. Например, неизвестно, какие клетки ученые использовали для секвенирования и как именно сопоставляли итоги анализа с первоначальным состоянием генома животных.

Ранее японские ученые предложили альтернативную методику редактирования генома на основе CRISPR/Cas9 без разрывов ДНК.