Метод CRISPR может помочь в лечении гемофилии

Больные гемофилией живут в непрекращающемся состоянии стресса и тревоги: их суставы изнашиваются преждевременно, а кровотечения, кажется, никогда не прекратятся. Организм больных не вырабатывает фактор образования тромбов, ответственный за свертывание крови, поэтому любой порез или синяк может без немедленного лечения привести к угрожающей жизни ситуации.

Гемофилия А возникает примерно у 1 из 5000 родившихся мальчиков и примерно в половине случаев вызвана хромосомными инверсиями. В случае хромосомной инверсии порядок пар оснований в хромосоме обращен, поэтому ген не может экспрессироваться должным образом, что приводит к отсутствию у человека нормального фактора свертывания крови VIII (F8), ответственного у здорового человека за образование кровяного сгустка.

Группа корейских исследователей под руководством Джин-Су Ким (Jin-Soo Kim), директора Центра Геномной Инженерии (Center for Genome Engineering) Института Фундаментальных Наук (Institute for Basic Science, IBS), и профессора Донг-Вук Ким (Dong-Wook Kim) из Университета Йонсей (Yonsei University) провела эксперимент с индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (ИПСК) пациентов, страдающих гемофилией А, и мышами с моделью этого заболевания и обнаружила способ коррекции инверсии, благодаря которому ученым удалось обратить дефицит фактора свертывания крови VIII.

Это был первый случай, когда ИПСК, способные превращаться в любой тип клеток организма, использовались в подобной процедуре. У пациентов с хромосомной инверсией, вызвавшей гемофилию, были собраны клетки мочи для получения ИПСК, которые затем исследователи обработали нуклеазами CRISPR-Cas9.

Метод CRISPR-Cas9 «перевернул» гены F8, что позволило им функционировать нормальным образом. Исправленные ИПСК были направлены на дифференцировку в зрелые эндотелиальные клетки, экспрессировавшие ген F8. Эти новые эндотелиальные клетки были способны преодолеть дефицит F8. Для верификации метода эндотелиальные клетки с корректированными генами были трансплантированы F8-дефицитным мышам (страдающим гемофилией А), у которых началась выработка собственного фактора свертывания крови F8, что позволило вылечить их от гемофилии.

«Мы использовали методику CRISPR RGENs (РНК-опосредованных инженерных нуклеаз, RNA-guided engineered nucleases) для восстановления двух обратимых крупных хромосомных инверсий, ответственных за развитие более чем половины тяжелых случаев гемофилии А», – говорит директор Джин-Су Ким.

«Насколько нам известно, это первое сообщение, демонстрирующее, что хромосомные инверсии или другие крупные перестройки можно скорректировать с помощью RGENs или других программируемых нуклеаз на ИПСК пациента», – добавляет профессор Донг-Вук Ким.

Тот факт, что в результате проведенной коррекции не выявлено никаких доказательств о мутациях вне таргетного региона, может быть так же важен, как и сама возможность обращать хромосомные инверсии. Процедура оказалась точной: воздействию подверглись только те участки генома, которые исследователи хотели изменить.

Полученные данные открывают возможность для дальнейших исследований, и, если следующие результаты окажутся подобными полученным на мышах, будущее представленного метода лечения выглядит многообещающим.

По материалам Institute for Basic Science

Оригинальная статья:
Chul-Yong Park, Duk Hyoung Kim, Jeong Sang Son, Jin Jea Sung, Jaehun Lee, Sangsu Bae, Jong-Hoon Kim, Dong-Wook Kim, Jin-Soo Kim. Functional Correction of Large Factor VIII Gene Chromosomal Inversions in Hemophilia A Patient-Derived iPSCs Using CRISPR-Cas9. Cell Stem Cell, 2015; DOI: 10.1016/j.stem.2015.07.001