Геномная терапия с полезной естественной мутацией может привести к новому лечению опасных для жизни заболеваний крови
Введя полезную естественную мутацию в клетки крови с помощью метода редактирования генов CRISPR, группа ученых под руководством UNSW в Сиднее смогла включить производство гемоглобина плода – прогресс, который в конечном итоге может привести к излечению от серповидно-клеточной анемии и другие заболевания крови.
Люди с талассемией или серповидноклеточной анемией повредили взрослый гемоглобин – жизненно важную молекулу, которая улавливает кислород в легких и переносит его по всему телу, – и им требуется пожизненное лечение переливаниями крови и лекарствами.
Однако у людей с этими заболеваниями, которые также являются носителями полезной естественной мутации, известной как British-198, симптомы уменьшаются, потому что мутация включает ген гемоглобина плода, который обычно отключается после рождения.
Дополнительный фетальный гемоглобин в их крови, который имеет очень сильное сродство к кислороду, выполняет работу дефектного взрослого гемоглобина.
"С помощью редактирования генов CRISPR мы теперь можем точно вырезать и изменять отдельные гены в нашем обширном геноме," говорит старший автор исследования и молекулярный биолог UNSW профессор Мерлин Кроссли.
"Наша лаборатория показала, что введение полезной мутации British-198 в клетки крови с помощью этой технологии существенно увеличивает выработку ими гемоглобина плода.
"Поскольку эта мутация уже существует в природе и является доброкачественной, этот подход «органической генной терапии» должен быть эффективным и безопасным для лечения и, возможно, излечения серьезных заболеваний крови. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, прежде чем его можно будет проверить на людях," он говорит.
Исследование ученых из UNSW, Японского общества Красного Креста и Центра биологических ресурсов RIKEN в Японии опубликовано в журнале Blood.
Полезная мутация British-198, которая была впервые обнаружена в большой британской семье в 1974 году, включает изменение всего одной буквы генетического кода.
У носителей этой мутации уровень гемоглобина плода достигает 20 процентов от общего гемоглобина, в то время как у большинства людей уровень гемоглобина плода падает примерно до 1 процента от общего гемоглобина после рождения.
Исследователи также обнаружили, как работает эта мутация British-198. Они обнаружили, что он создает новый сайт связывания для белка под названием KLF1, который включает гены крови.
Мутации, влияющие на выработку взрослого гемоглобина, являются одними из наиболее распространенных из всех генетических вариаций, при этом около 5 процентов населения мира несут дефектный ген.
"Чтобы превратить новый подход к редактированию генов в терапию заболеваний крови, мутация British-198 должна быть введена в кроветворные стволовые клетки от пациента," говорит профессор Кроссли.
"Необходимо отредактировать большое количество стволовых клеток, чтобы повторно заселить кровь пациентов генетически модифицированными клетками."