Генетики устраняют мутации у эмбрионов
Ученые провели первую в своем роде процедуру по восстановлению мутировавшего гена, который представляет угрозу для сердца.
Специалисты-генетики впервые успешно изменили человеческий эмбрион, отменив мутацию, которая представляла угрозу для жизни.
Это первое исследование, которое доказало, что техники по изменению гена можно использовать для восстановления человеческих эмбрионов до нормального состояния.
Процедура была направлена на устранение у эмбриона генетической мутации, в результате которой могла образоваться врожденная гипертрофическая кардиомиопатия, из-за чего сердечная мышца становится аномально толстой.
Успешно прошли 72% операций на 18 эмбрионах, созданных в лаборатории с использованием спермы доноров, у которых были врожденные пороки сердца, говорит участник исследования доктор Паула Амато, специалист в области акушерства и гинекологии из Университета здравоохранения и науки Орегона в Портланде.
Процедура может быть полезна в случаях, когда у человека есть одна хорошая копия и одна мутировавшая копия гена, считает Амато. К ним относится муковисцидоз и виды рака, обусловленные геном рака молочной железы.
«Если подтвердится, что такой способ коррекции генов безопасен, то в будущем его можно использовать для предотвращения передачи генетических болезней будущим поколениям», — говорит Амато.
Хотя проведенная операция уникальная, в США запрещены клинические испытания на людях.
Наследственная гипертрофическая кардиомиопатия встречается у одного из 500 человек, и случается, когда человек получает одну хорошую и одну измененную копию гена MYBPC3, считают ученые.
По оценкам специалистов из клиники Mayo, шансы на унаследование гена равны 50% для ребенка, родитель которого болен.
Людей с гипертрофической кардиомиопатией подвержены высокому риску сердечной недостаточности и внезапной смерти от проблем с сердцем. Это состояние — наиболее распространенная причина внезапной смерти среди здоровых молодых спортсменов, говорят ученые в пояснительной записке.
Чтобы решить, ученые «взломали» мутировавший ген внутри эмбриона, используя технологию, которая позволяет вырезать специфический ряд в гене.
Ученые обнаружили, что после такой процедуры в клетке ДНК начинается процесс восстановления повреждения, но в качестве образца используется здоровая копия гена.
В результате получаются 2 здоровые копии гена, и если этим эмбрионом оплодотворить женщину, то родится ребенок, у которого не будет риска врожденной кардиомиопатии и генетических болезней в будущем.
Ученые выяснили, что после процедуры все клетки эмбриона содержали две здоровые копии гена.
Результаты исследования опубликованы 2 августа в журнале Nature.
По словам главы исследования Шухрата Миталипова, каждое следующее поколение получит исправленный ген, потому что из семейной наследственности удален вариант гена, провоцирующий болезнь.
«Благодаря этой технологии можно не только исключить заболевание из наследственности одной семьи, но даже из всей человеческой популяции», — считает он.
Амато добавляет, что они не следили за любыми побочными эффектами и несвязанными генетическими изменениями, которые могли появится от исправления мутировавшего гена.
Ученые изменили ген с помощью технологии под названием CRISPR-Cas9. Она позволяет удалить нарушенный ряд гена из ДНК. Удаляют ряд с помощью специального фермента, который действует как молекулярные ножницы.
По словам декана Университета Здравоохранения Кентукки Донны Арнетт, до нынешнего времени технологию использовали только в лаборатории, чтобы понять, как влияет мутация на болезни. Сейчас ученые использовали ее, чтобы вывести мутацию из гена и изучить эффект.
Новый проект — первое использование технологии для устранения мутации у эмбриона человека, считает Арнетт, представитель Американской кардиологической ассоциации.
Эксперимент был проведен на 18 эмбрионах, созданных в лаборатории из донорской спермы и яйцеклеток, полученных от 12 здоровых молодых женщин. В этих эмбрионах была одна хорошая и одна поврежденная копия гена MYPBC3.
«Результаты вдохновляют», — говорит Арнетт. «Есть еще много деталей, над которыми надо работать, но технология позволит в будущем лечить моногенетические заболевания у эмбрионов, из которых будут рождаться здоровые дети».
Использование технологии вместе с генетической диагностикой повысит эффективность искусственного оплодотворения, благодаря чему сократится количество процедур ЭКО, считает Амато.
«Мы сможем сократить риски для женщины, которая подвергается стимуляции, и несколько удешевить процедуру».
В дальнейшем ученые хотят сфокусироваться на изучении безопасности и повышении эффективности метода, используя и другие генетические инструменты. После этого планируются испытания на людях: измененные эмбрионы будут использованы для оплодотворения.
По словам Амато, в США федеральные власти запрещают эксперименты, связанные с генетическими модификациями. Кроме этого Национальный институт здравоохранения не позволяет использовать федеральные финансовые фонды для проведения исследований на эмбрионах.
Возможно, испытания на людях пройдут в других странах, где законы позволяют это провести, говорит Миталипов.
