Исправить мутацию, приводящую к муковисцидозу, удалось в пяти процентах клеток

Специалистам лаборатории редактирования генома ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова» удалось исправить мутацию в гене CFTR, которая приводит к развитию муковисцидоза. В культуре клеток пациентов с муковисцидозом ученые отредактировали гены так, что эффективность исправления составила 5%, то есть в 5% клеток мутация была исправлена. Это лучший результат, которого удалось достичь российским ученым, работающим с геном CFTR. Работа опубликована в журнале PLOS One и поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ).

Муковисцидоз – самое частое из редких, орфанных, заболеваний. В России сегодня проживает свыше 3 000 человек с таким диагнозом.

Ген CFTR кодирует белок, который формирует в клетках хлорный канал для обмена ионами хлора между клеткой и межклеточным пространством. Мутации в гомозиготном состоянии, то есть, унаследованные от обоих родителей, в этом гене приводят к тому, что хлор задерживается в клетке, обмен электролитами нарушается, и развивается наследственное заболевание - муковисцидоз, при котором особенно страдают дыхательная система и поджелудочная железа.  

К муковисцидозу приводят сотни мутаций в гене CFTR, в том числе самая частая в европейских популяциях - F508del. Специалистам лаборатории редактирования генома ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова» в результате ряда экспериментов удалось исправить мутацию в культуре клеток пациентов с муковисцидозом путем геномного редактирования. Эффективность исправления составила 5%, то есть в 5% клеток мутация была исправлена.

В работе использовали иммортализованную линию CFTE29o- и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки больного муковисцидозом с гомозиготной мутацией F508del. Иммортализованная клеточная линия – это, по сути, «бессмертные» клетки, способные делиться без ограничений. Такие клеточные линии ученые часто используют в работе как модельный биологический объект. Плюрипотентные стволовые клетки – это клетки кожи пациента с муковисцидозом, у которых «стерли» память о том, какой конкретно ткани они принадлежат, их  перепрограммировали в стволовые, плюрипотентные, то есть, которые можно «запрограммировать» стать клетками любого органа или ткани человеческого организма.

 - Компоненты CRISPR/Cas9 были внесены в клетки, эффективность коррекции мутации  оценивалась методом секвенирования следующего поколения (NGS). В культуре CFTE29o- мутацию удалось откорректировать примерно в 3% клеток, тогда как в культуре стволовых клетках пациента – в 5% клеток. Эти результаты хорошо согласуются с мировыми данными, демонстрирующими низкую эффективность коррекции именно этой мутации, - рассказала заведующая лабораторией редактирования генома ФГБНУ «Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова», к.м.н. Светлана Смирнихина,

Для излечения муковисцидоза предполагается, что необходимо исправить мутацию в 10-15% клеток легких пациента. Низкая эффективности геномного редактирования – общая проблема исследователей всего мира. Данные мировой литературы говорят об эффективности в разных случаях 2 – 5%.

Необходимо проводить дальнейшие исследования, направленные на повышение эффективности доставки компонентов CRISPR/Cas9 в клетки, что позволит повысить эффективность редактирования мутации F508del в гене CFTR.

Пресс-центр ФГБНУ «МГНЦ»

Тел: 8-985-133-79-63

E-mail: press@med-gen.ru и jmushtakova@gmail.com