Применение искусственного активатора генов на основе
каталитически неактивного белка dCas9
позволило эффективно увеличить экспрессию гена ламинина в мышцах мышей, больных
мышечной дистофией 1А типа. Этот метод не только предотвратил деградацию мышц у молодых животных, но и улучшил состояние уже больных
мышей, пишут канадские ученые в статье, опубликованной в Nature.
Одна из разновидностей мышечной дистрофии MDC1A (врожденная мышечная дистрофия 1А типа)
развивается в результате мутации в гене Lama2. Ген кодирует а-цепь белка ламинина, который необходим для
взаимодействия мышечных волокон со шванновскими клетками. Эти вспомогательные
клетки нервной ткани участвуют в формировании электроизолирующей миелиновой
оболочки нерва. В результате нарушения взаимодействия происходит дегенерация
скелетной мускулатуры и нарушение ее иннервации.
Лечения от этой болезни не существует, однако ранее ученые
уже показали, что недостаток Lama2 можно компенсировать дополнительной экспрессией
гена Lama1, который кодирует
а-цепь ламинина другого типа. Введение Lama1 в мышцы, однако, осложняется огромным размером гена,
который не позволяет доставлять его в организм стандартным способом (в составе
аденовируса).
Сотрудники исследовательского центра при детской больнице в
Торонто (Канада) вместе с американскими коллегами успешно продемонстрировали на
мышиной модели заболевания, что экспрессию собственного Lama1 можно увеличить при помощи
искусственного трансактиватора на основе системы CRISPR-dCas9. В результате мутации в
каталитическом домене dCas9
не способен резать ДНК, но способен с ней связываться в том месте, на которое
ему укажет короткий РНК-гид (направляющая РНК). Если к такому белку пришить
репрессорный или активаторный домен, dCas9 можно превратить в фактор транскрипции для управления
экспрессией генов.
В данной работе ученые выбрали «маленький» Cas9 из Staphylococcus aureus и
сшили его с вирусным трансактиваторным доменом VP64. Искусственный активатор
сначала проверили на мышиных фибробластах и подбрали три наиболее эффективных
РНК-гида к регуляторной части гена Lama1. Для лечения животных систему
упаковали в аденовирус типа AAV9,
который имеет высокое сродство к мышечной ткани.
Первичная проверка на мышах показала, что для эффективной
индукции экспрессии Lama1
в мышцах необходимы все три РНК-гида сразу. Профилактический эксперимент
показал, что введение аденовируса с активатором и гидами в кровь новорожденным
мышам предотвращает дегенерацию скелетной мускулатуры и развитие судорог с
возрастом (к седьмой неделе).
Кроме того, авторы показали и терапевтический потенциал
генетической конструкции на уже больных мышах — введение высокой дозы
аденовируса трехнедельным животным (в группах было по 7-9 животных) с
признаками паралича не только остановило прогрессирование заболевания, но и
улучшило подвижность животных уже к шестой неделе.
В прошлом году мы рассказывали об успешном лечении
мышечной дистрофии Дюшенна у собак при помощи редактирования генома системой CRISPR-Cas9, которую
использовали для удаления кусочка гена дистрофина.
Дарья Спасская
