Ученые из Wellcome Sanger Institute обнаружили, что редактирование генов CRISPR/Cas9 может вызывать более серьезные генетические повреждения в клетках, чем считалось ранее. Эти результаты создают последствия для безопасности генной терапии с использованием CRISPR/Cas9 в будущем, поскольку неожиданное повреждение может привести к опасным изменениям в некоторых клетках.
Как сообщается сегодня (16 июля 2018 г.) в журнале Nature Biotechnology, исследование также показало, что стандартные тесты для обнаружения изменений ДНК не обнаруживают это генетическое повреждение, и что для любых потенциальных методов генной терапии потребуются осторожность и специальное тестирование.
CRISPR/Cas9 - один из новейших инструментов редактирования генома. Он может изменять участки ДНК в клетках, разрезая их в определенных точках и внося изменения в эти места. Уже широко используемый в научных исследованиях, CRISPR/Cas9 также рассматривался как многообещающий способ создания потенциальных методов редактирования генома для таких заболеваний, как ВИЧ, рак или серповидно-клеточная анемия. Такие терапевтические средства могут инактивировать вызывающий заболевание ген или скорректировать генетическую мутацию. Тем не менее, любые потенциальные методы лечения должны доказать, что они безопасны.
Предыдущие исследования не выявили многих непредвиденных мутаций CRISPR/Cas9 в ДНК на целевом сайте редактирования генома. Для дальнейшего исследования исследователи провели полное систематическое исследование клеток мыши и человека и обнаружили, что CRISPR/Cas9 часто вызывает обширные мутации, но на большем расстоянии от целевого сайта.
Исследователи обнаружили, что многие клетки имели большие генетические перестройки, такие как делеции и вставки ДНК. Это может привести к включению или выключению важных генов, что может иметь серьезные последствия для использования CRISPR/Cas9 в терапии. Кроме того, некоторые из этих изменений были слишком далеко от целевого сайта, чтобы их можно было увидеть с помощью стандартных методов генотипирования.
Профессор Аллан Брэдли, автор-корреспондент исследования из Wellcome Sanger Institute, сказал: «Это первая систематическая оценка неожиданных событий, возникающих в результате редактирования CRISPR/Cas9 в терапевтически значимых клетках, и мы обнаружили, что изменения в До сих пор ДНК серьезно недооценивалась. Важно, чтобы любой, кто думает об использовании этой технологии для генной терапии, действовал с осторожностью и очень внимательно следил за возможными вредными эффектами».
Майкл Косицки, первый автор из Wellcome Sanger Institute, сказал: «В моем первоначальном эксперименте в качестве инструмента для изучения активности генов использовался CRISPR/Cas9, однако стало ясно, что происходит что-то неожиданное. Как только мы осознали степень генетических перестроек, мы начали систематически изучать их, рассматривая разные гены и разные терапевтически значимые клеточные линии, и показали, что эффекты CRISPR/Cas9 верны».
Работа имеет значение для того, как CRISPR/Cas9 используется в терапевтических целях, и, вероятно, вновь пробудит интерес исследователей к поиску альтернатив стандартному методу CRISPR/Cas9 для редактирования генов.
Профессор Мария Джасин, независимый исследователь из Мемориального онкологического центра Slone Kettering, Нью-Йорк, которая не участвовала в исследовании, сказала: «Это первое исследование, в котором оценивается репертуар геномных повреждений, возникающих при CRISPR/Cas9. сайт расщепления. Хотя неизвестно, будут ли затронуты геномные сайты в других клеточных линиях таким же образом, это исследование показывает, что необходимы дальнейшие исследования и специальные тесты, прежде чем CRISPR/Cas9 будет использоваться в клинических условиях».