Ольга Володина приняла участие в научно-практической конференции «Всемирный месяц осведомленности о синдроме Дауна: социально-медицинские аспекты помощи семьям»

Специалисты обсудили частоту рождения детей с синдромом Дауна, сложные клинические случаи и методы подтверждения диагноза, аспекты медико-генетического консультирования семей.

Научный сотрудник лаборатории редактирования генома Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова Ольга Володина рассказала об экспериментах сотрудников университета Миэ по селективному удалению третьей копии хромосомы 21 in vitro в клетках пациента с синдромом Дауна с применением технологии CRISPR/Cas9.

Система CRISPR/Cas9 состоит из двух основных компонентов: нуклеазы Cas9 и направляющей РНК. Направляющая наводит нуклеазу на конкретный участок ДНК по принципу комплементарности, и затем нуклеаза вносит двуцепочечный разрыв. Если в хромосоме возникает большое количество таких разрывов, то система репарации не справляется, и хромосома элиминирует. Исследователи университета Миэ (Япрния) использовали это свойство для удаления лишней копии 21 хромосомы. Во время эксперимента важно было сохранить по одной копии хромосомы, полученной от каждого родителя, поскольку уровень экспрессии части генов зависит от их родительского происхождения. Если удалить уникальную родительскую хромосому, можно потерять активную копию таких генов, что также приведет к серьезным нарушениям. Авторы исследования, в первую очередь, определили, какая из трех копий хромосом является дополнительной. Затем применили разработанный ими метод для определения уникальных аллелей дополнительной копии, что позволило подобрать направляющие РНК. Также ученые подавили систему репарации ДНК. В результате эксперимента в 37% индуцированных плюрипотентных стволовых клеток пациента с синдромом Дауна удалось восстановить нормальный кариотип. При этом материнская и отцовская копии остались неповрежденными. Несмотря на такой результат, этот метод продемонстрировал ограничения.

«При использовании направляющих РНК наблюдалась активность на нецелевых хромосомах. Для снижения рисков количество направляющих уменьшили, что сократило не только частоту побочных эффектов, но и эффективность удаления хромосомы. Кроме того, в некоторых клетках хромосома полностью не элиминировалась, хотя система внесла разрезы в целевые сайты. Пока неизвестно, как такие частично разрушенные хромосомы повлияют на работу клеток. Кроме того, временное подавление системы репарации повышает риск геномной нестабильности, такой способ нельзя использовать в клинической практике. Таким образом, технология должна пройти еще долгий путь развития», - подчеркнула Ольга Володина.

Тем не менее, полученные наработки продвинули технологию геномного редактирования и будут использоваться в дальнейших исследованиях. Для синдрома Дауна существует только симптоматическое лечение, и фундаментальные научные эксперименты могут положить начало разработке этиотропной терапии.