Согласно исследованию, опубликованному в журнале PNAS Nexus, ученые достигли важнейшего прорыва в области генетических исследований синдрома Дауна. Международная группа исследователей (Рётаро Хасидзумэ и соавт.) с помощью инструмента геномного редактирования CRISPR-Cas9 смогла безопасно и прицельно удалить лишнюю 21-ю хромосому из клеток человека.
Синдром Дауна (трисомия по 21-й хромосоме), встречающийся примерно у 1 из 700 новорожденных, обусловлен наличием лишней, третьей копии 21-й хромосомы. Ранее существовавшие методы элиминации лишней хромосомы были либо неточными, либо несли в себе риск повреждения всех трех копий хромосомы в клетке.
В новом исследовании ученые разработали так называемый «аллель-специфичный» (Allele-specific — AS) подход. Они запрограммировали систему CRISPR-Cas9 таким образом, чтобы она воздействовала исключительно на целевую лишнюю хромосому, разрезая ее в нескольких участках. В результате клетка избавилась от лишней хромосомы, тогда как оставшиеся две, необходимые для нормального функционирования, сохранились неповрежденными.
Основные выводы исследования:
-
Успешное применение на разных типах клеток: Процедура была успешно проведена как на индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (ИПСК), так и на дифференцированных клетках кожи — фибробластах. Важно отметить, что методика показала высокую эффективность и в неделящихся клетках.
-
Клеточное «исцеление»: Наблюдения показали, что удаление лишней хромосомы восстановило нормальную экспрессию генов. Этот процесс улучшил и клеточный фенотип: клетки стали функционировать значительно лучше, а уровень клеточного стресса заметно снизился.
-
Повышение эффективности метода: Исследователи обнаружили, что временное подавление (нокдаун) генов репарации ДНК (LIG4, POLQ) благоприятно сказывается на процессе, существенно повышая шансы на успешное выведение фрагментированной лишней хромосомы из клетки.
Несмотря на то, что для прямого применения данной технологии в клинической практике у пациентов требуется еще множество дополнительных исследований, авторы подчеркивают революционный характер открытия. Работа закладывает прочную основу для будущих высокотехнологичных медицинских вмешательств, нацеленных на лечение не просто симптомов, а фундаментальных генетических причин синдрома Дауна и других хромосомных аномалий.
