Генная терапия впервые спасла мышь от слепоты

Биологи из США впервые использовали геномный редактор CRISPR/Cas9 для "починки" ДНК в клетках сетчатки глаза мыши и удаления гена, связанного с развитием полной слепоты. 

"Наши прошлые опыты показали, что мы можем избежать развития слепоты у таких животных, если мы удалим в клетках сетчатки ген Nrl, что заставит палочки превратиться в клетки, похожие по форме на колбочки. Это спасет и "бывшие" палочки, и соседние с ними настоящие колбочки от уничтожения в будущем", — объясняет Ананд Сваруп (Anand Swaroop) из Национального института глаз в Бетесде (США).

Глаза людей и многих других млекопитающих содержат в себе два типа светочувствительных клеток – колбочки и палочки. Колбочки позволяют нам различать цвета, но при этом они работают только при достаточно высокой освещенности, а палочки – позволяют видеть силуэты предметов при тусклом свете звезд или Луны.

Как рассказывает Сваруп, палочки, помимо работы "ночного зрения", играют еще одну важную роль – они поддерживают и питают остальные клетки сетчатки, и их разрушение необратимо приводит к гибели колбочек и всей сетчатки в целом. Большая часть мутаций, связанных с потерей зрения, обычно поражает палочки, и при их наличии человек обычно теряет сначала ночное зрение, а потом и способность видеть мир и при дневном цвете.

Эксперименты на зародышах, которые Сваруп и его коллеги проводили в прошлом, показали, что процессом роста палочек и колбочек управляет фактически один  ген – Nrl. Если этот ген  удалить при формировании зародыша, то возникает сетчатка, колбочки в которой не умирают, несмотря на отсутствие палочек.

Ученые предположили, что удаление этого гена в клетках сетчатки у взрослого животного приведет к похожим последствиям. Руководствуясь этой идеей, биологи создали ретровирус на базе популярного геномного редактора CRISPR/Cas9, заражавший только палочки и удалявший ген Nrl из их ДНК.

Работу этой генной терапии биологи проверили на трех группах мышей, в чьей ДНК содержались разные мутации, приводящие к разрушению палочек и дегенерации сетчатки. Как показали эти опыты, удаление гена действительно приводило к превращению палочек в аналоги колбочек, и эта трансформация остановила разрушение сетчатки.

В конечном итоге, мыши потеряли способность видеть в темноте, так как все их палочки были выведены из строя, но не потеряли зрение в дневное время суток. Как отмечают биологи, генная терапия работала даже при лечении глаз очень пожилых мышей, хотя и была менее эффективной, чем при заражении сетчатки молодых особей.

Главным плюсом этой стратегии борьбы со слепотой, как отмечают ученые, является то, что она позволяет остановить разрушение сетчатки вне зависимости от того, какой именно ген поломан в палочках, так как удаление Nrl "отключает" все эти участки ДНК.

Клинические испытания этой генной терапии, несмотря на ее перспективность, могут начаться совсем нескоро из-за дискуссий вокруг CRISPR/Cas9. Безопасность этого геномного редактора для использования в медицинских целях пока не подтверждена на практике, а его использование для редактирования ДНК зародыша в Китае порождает ожесточенные дискуссии среди ученых на протяжении последних нескольких месяцев.