Crispr 2.0: Забудьте о создании дизайнерских детей. Вот как CRISPR действительно меняет жизни людей. Инструмент генной редактирования тестируется на людях, и первое лечение может быть одобрено в этом году.
Автор: Антонио Регаладо
Забудьте о Хэ Цзянькуе, китайском ученом, который создал генетически отредактированных детей. Когда вы думаете о генной редактировке, вы должны думать о Виктории Грей, афроамериканской женщине, которая говорит, что излечилась от симптомов своего заболевания сикловой анемии.
На этой неделе в Лондоне ученые собрались на Третьем международном саммите по редактированию генома человека. Это большое событие генной редактировки, где исследователи могут поразить зрителей своей новой возможностью модифицировать ДНК, а этики могут беспокоиться о том, что все это значит.
Мероприятие началось в понедельник с обзора того, что организаторы назвали «неправильным использованием» технологии в Китае для создания дизайнерских детей в 2018 году. Это был, конечно, этический пожар и вызвал глубокие вопросы о том, должны ли мы вмешиваться в эволюцию.
Но дебаты о дизайнерских детях отвлекают от настоящей истории о том, как генная редактировка меняет жизни людей через лечение взрослых с серьезными заболеваниями.
CRISPR 1.0
Фактически, сейчас более 50 экспериментальных исследований, использующих генную редактировку на добровольцах для лечения всего от рака до ВИЧ-инфекции и кровяных заболеваний, проводятся по всему миру. Это было подсчитано Дэвидом Лью, специалистом по генной редактировке из Гарвардского университета и было поделено с MIT Technology Review.
Большинство из этих исследований — около 40 — включают CRISPR, самый универсальный метод генной редактировки, который был разработан всего 10 лет назад.
Вот здесь и появляется Грей. Она была одной из первых пациенток, которые прошли процедуру CRISPR в 2019 году, и когда она выступила перед группой в Лондоне, ее история вызвала слезы.
«Я стою перед вами сегодня как доказательство того, что чудеса все еще случаются», — сказала Грей о своей борьбе с заболеванием, при котором искривленные кровяные клетки, не неся достаточно кислорода, могут вызывать сильную боль и анемию.
Но случай Грей также показывает препятствия, с которыми сталкивается первое поколение лечения CRISPR, иногда называемое «CRISPR 1.0″. Они будут крайне дорогостоящими и трудными в реализации, и их можно будет быстро заменить следующим поколением улучшенных лекарств для редактирования.
Компания Vertex Pharmaceuticals разрабатывает лекарство для лечения болезни Грей, и она заявляет, что уже лечила более 75 человек, страдающих сфероцитозом и бета-талассемией. Лечение может быть одобрено для продажи в США в течение года, и это, скорее всего, будет первое лечение с использованием CRISPR, доступное для продажи.
Vertex не уточняет, сколько может стоить лечение, но ожидается, что цена будет в миллионах.
Ученые говорят, что прогресс техники в медицине был заметно быстрым. Как говорит исследователь из Университета Калифорнии в Беркли Федор Урнов, «Я думаю, что CRISPR превзошла все предыдущие технологии генной терапии».
Для ученых CRISPR — это открытие, потому что она может «вырезать» геном в конкретных местах. Это сделано с помощью белка-ножницы и короткой генной последовательности, которая действует как GPS, направляясь к предопределенному месту в хромосомах человека. Кроме того, замена этой последовательности GPS, как заметила биохимик из Беркли Дженнифер Даудна, это технически очень просто. CRISPR — это технология, которая позволяет программируемое изменение ДНК.
Вместе с Vertex, целый ряд биотехнологических компаний, таких как Intellia, Beam Therapeutics и Editas Medicine, надеются использовать эту технологию для разработки успешных лечений. Многие из них проводят исследования из списка Лью. Но не все эти исследования будут успешными.
Например, в январе биотехнологическая компания Graphite Bio из Сан-Франциско была вынуждена остановить свои собственные испытания генной терапии для лечения синдрома острой боли в груди после того, как у первого пациента снизился уровень кровяных клеток до опасного уровня. Это было вызвано самим лечением. Акции Graphite упали на более чем 90%, и теперь будущее фирмы под вопросом.
Проблемой, стоящей перед всеми этими усилиями, остается доставка CRISPR в нужные участки тела. Это не легко. В случае с Грей врачи извлекли костный мозг и отредактировали его в лаборатории. Но прежде чем его вернули в ее организм, она прошла мучительную химиотерапию, чтобы уничтожить оставшийся костный мозг и освободить место для новых клеток.
В целом, лечение Vertex требует пересадки костного мозга. Это само по себе испытание, и не каждый пациент будет готов к нему. Vertex считает, что лечение подходит для «тяжелых» случаев, на которые приходится около 32 000 человек в Европе и США.
Даже в этом случае пациенты не получат лечение, если страховщики и правительства откажутся от оплаты. Это реальный риск. Например, другая генная терапия от бета-талассемии, разработанная компанией Bluebird Bio, была снята с европейского рынка после того, как правительства отказались платить цену в $1,8 млн.
CRISPR 2.0
Первое поколение лечения с использованием CRISPR имеет и другое ограничение. В основном, этот инструмент используется для повреждения ДНК, путем выключения генов — процесс, который известен как «геномное вандализм», по словам биолога Гарвардского университета Джорджа Черча.
Среди таких лечений есть те, которые пытаются уничтожить гены, например, в лечении ВИЧ. Другим примером является лечение, которое получила Грей. Путем разрыва определенного участка ДНК, ее лечение активирует вторую версию гена гемоглобина, которую люди обычно используют только в детском возрасте. Поскольку гемоглобин является проблемным белком при синдроме ломкой клетки, включение еще одной копии решает проблему.
Согласно анализу Люи, две трети текущих исследований направлены на «разрушение» генов таким образом.
Лаборатория Люи работает над новыми подходами к редактированию генов следующего поколения. Эти инструменты также используют белок CRISPR, но он разработан таким образом, чтобы не резать спираль ДНК, а вместо этого аккуратно заменять отдельные генетические буквы или вносить большие изменения. Это называется «базовым редактором».
По словам ученого по генам Луиса Монтолиу из Национального центра биотехнологии Испании, эти новые версии CRISPR имеют «низкий риск и лучшую производительность», хотя их доставка «в нужную целевую клетку в организме» остается сложной задачей.
В своей лаборатории Монтолиу использует базовые редакторы для лечения мышей от альбинизма, в некоторых случаях с самого рождения. Это, как он говорит, шаг к терапии, которую могли бы получать новорожденные люди, но не для изменения цвета кожи. Вместо этого он мечтает поместить молекулы Лью в их глаза, чтобы исправить тяжелые проблемы со зрением, которые может вызывать альбинизм.
Однако до сих пор проект по альбинизму не является коммерческим предприятием. И это указывает на одно из самых больших ограничений влияния CRISPR сейчас и в обозримом будущем. Почти все испытания CRISPR, которые в настоящее время проводятся, направлены либо на лечение рака, либо на болезнь Сикловой анемии, и несколько компаний преследуют одну и ту же проблему.
По словам Урнова, это означает, что тысячи других наследственных заболеваний, которые могли бы быть лечены с помощью CRISPR, просто игнорируются. «Это практически полностью связано с тем, что большинство из них слишком редки, чтобы быть коммерчески выгодными», — говорит он.
Однако на встрече в Лондоне Урнов представит свои идеи о том, как терапия может быть протестирована даже для ультра-редких заболеваний, включая генетические состояния, настолько необычные, что они затрагивают только одного человека.
Это не коммерческая возможность, но благодаря тому, что CRISPR может быть запрограммирован для работы где угодно в геноме, это научно возможно. Теперь, когда генное редактирование имело свои первые успехи, Урнов говорит, что существует «насущная потребность» открыть «путь к клинике для всех».
Выводы по последней части статьи
В лаборатории Монтолиу используют базовые редакторы для излечения мышей от альбинизма, в некоторых случаях с рождения. Однако, проект по альбинизму не является коммерческим. Это указывает на одно из самых больших ограничений влияния CRISPR на данный момент и в обозримом будущем. Почти все испытания CRISPR, которые находятся в процессе, нацелены либо на лечение рака, либо на болезнь сикловой анемии, с многими компаниями, которые решают те же самые проблемы. Согласно Урнову, это означает, что тысячи других наследственных заболеваний, которые могли бы быть лечены CRISPR, игнорируются. На встрече в Лондоне Урнов представит свои идеи о том, как лечения могут быть испытаны даже для ультра-редких заболеваний, включая некоторые генетические состояния, настолько необычные, что затрагивают только одного человека. Теперь, когда генное редактирование имеет свои первые успехи, существует «неотложная потребность» открыть «путь в клинику для всех».
Автор: Antonio Regalado
Источник: https://www.technologyreview.com/2023/03/07/1069475/forget-designer-babies-heres-how-crispr-is-really-changing-lives/ (на английском)
