Ещё десять лет назад система CRISPR потрясла мир генетики: это «молекулярные ножницы», способные вырезать дефектные участки ДНК и внедрять новые фрагменты. Однако точность CRISPR иногда сравнивают с выстрелом из снайперской винтовки посреди оживлённого рынка: цель будет поражена, но риск «побочных попаданий» остаётся высоким. Бактериальные ретроны представляют собой перспективную альтернативу — возможно, даже инструмент будущей биологической аугментации.
Мы сами — результат миллиардов мутаций
Все живые организмы, включая Homo sapiens sapiens, — это продукт долгой истории генетических изменений. За 4,5 млрд лет эволюции мы прошли путь от простейших микроорганизмов до общества с развитой культурой. Но эволюционный процесс не остановился — он продолжается внутри каждой клетки.
Чтобы понять значение случайных мутаций, представьте ремонт дома: небольшие трещины в штукатурке или покосившийся карниз не представляют серьёзной опасности. Но протекающая крыша, разбитые окна и угарный газ от печи — совсем другое дело.
Новый метод, разработанный учёными Техасского университета в Остине на базе исследований Гарварда, основан на ретронах — молекулах, которые устраняют сразу целые кластеры вредоносных мутаций, не ограничиваясь одной-двумя точечными заменами UT Austin.
Ретроны: природная защита бактерий
Ретроны — это компоненты бактериальной иммунной системы, помогающие колониям избавляться от заражённых вирусами особей. В ретронной терапии больные генные участки «вырезают» и заменяют на здоровые фрагменты ДНК.
В статье в журнале Nature Biotechnology исследователи под руководством Джесси Баффингтона и Ильи Финкельштейна описали, как ретроны позволяют одновременно корректировать множество генетических дефектов и открывают новые возможности для лечения сложных заболеваний.
Одним из примеров является болезнь Тея–Сакса — наследственное расстройство, чаще всего встречающееся у людей ашкеназского происхождения. В тяжёлой (инфантильной) форме симптомы возникают в 3–6 месяцев: моторика ухудшается, затем появляются судороги, прогрессирует глухота и паралич; к пяти годам заболевание обычно оказывается смертельным.
Ещё одно заболевание с множественными мутациями — муковисцидоз. По данным Всемирной организации здравоохранения, от муковисцидоза страдают около 162 000 человек, примерно половина из них умирает до 39 лет.
Современный прорыв в генотерапии
«Наша цель — сделать генную терапию доступнее, создав универсальные наборы для лечения сразу группы пациентов одним уколом», — говорит Илья Финкельштейн в пресс-релизе UTA. Такой подход снижает затраты на испытания и упрощает одобрение: вместо множества заявок FDA нужна лишь одна под один препарат.
Редактирование генов уже применяется в США для терапии рака, спинально-мышечной атрофии, редких форм слепоты, серповидноклеточной анемии, мышечной дистрофии, гемофилии, буллёзного лейкоза и бета-талассемии.
Клинические исследования также охватывают заболевания сердца, сосудистой системы и инфекции. Ранее, например, пептидные препараты сначала использовали для лечения, а затем они вошли в арсенал спортсменов Neural Hack.
От терапии к возможной «реновации»
Прорывная ретронная терапия Баффингтона и Финкельштейна направлена на снижение страданий и затрат на пожизненное лечение, позволяя улучшить качество и продолжительность жизни.
В перспективе ретроны и другие инструменты редактирования могут не просто устранять болезни, а полностью «перестраивать» наши тела, меняя фундаментальные свойства организма.
Первые эксперименты Вашингтонского университета показали, что генная терапия может наращивать мышечную массу у мышей и тормозить остеоартрит даже при высокожировой диете Washington University Medicine.
Хотя программы «генетической реконструкции» пока остаются в области мечтаний, их зарождение уже заметно. Добро пожаловать в сообщество Neural Hack — здесь обсуждают слияние биологии и технологии.
