Базовые редакторы и основные редакторы начинают реализовывать свои клинические обещания

Научная группа EmendoBio использует собственные платформы компании для разработки терапевтических средств на основе CRISPR нового поколения. Платформа обнаружения нуклеаз используется для расширения целевого диапазона генома, а платформа целевой оптимизации используется для обеспечения высокоточного редактирования генов, включая аллель-специфическое редактирование, сохраняя при этом высокую эффективность и избегая нецелевых эффектов. Компания заявляет, что может разработать индивидуальные нуклеазы и РНК-проводники для многих заболеваний, которые ранее считались неизлечимыми.

МэриЭнн Лабант

Еще в 2016 году группа исследователей под руководством доктора философии Дэвида Лю из Гарварда опубликовала в журнале Nature статью, в которой сообщила о разработке базового редактирования. Редактирование оснований, написали они, — это «новый подход к редактированию генома, который позволяет программируемым образом напрямую, необратимо превращать одно целевое основание ДНК в другое, не требуя расщепления двухцепочечного остова ДНК или донорской матрицы». Они добавили, что редактирование баз может снизить риск нецелевых мутаций и потенциально «эффективно исправлять различные точечные мутации, имеющие отношение к болезням человека».

Аналогичную работу в то время проделали Кейджи Нишда, доктор философии, и его коллеги из Университета Кобе. С тех пор академическими и коммерческими исследователями было разработано множество дополнительных систем редактирования баз. И это еще не все. В 2019 году была представлена ​​еще одна система редактирования генома, позволяющая избежать двухцепочечных разрывов ДНК. Эта система называется прайм-редактированием, и она была разработана не случайно исследователями под руководством Лю.

«[Прайм-редактирование — это] универсальный и точный метод редактирования генома, который напрямую записывает новую генетическую информацию в указанный участок ДНК с использованием каталитически нарушенной эндонуклеазы Cas9, слитой с сконструированной обратной транскриптазой, запрограммированной с помощью направляющей РНК первичного редактирования (пегРНК), которая одновременно определяет целевой сайт и кодирует желаемое редактирование», — написали исследователи в журнале Nature. «Прайм-редактирование… имеет дополняющие друг друга сильные и слабые стороны по сравнению с базовым редактированием и вызывает гораздо меньшее нецелевое редактирование, чем нуклеаза Cas9, на известных нецелевых сайтах Cas9. Прайм-редактирование существенно расширяет объем и возможности редактирования генома и, в принципе, может его исправить. до 89% известных генетических вариантов связаны с заболеваниями человека».

Сегодня системы базового и первичного редактирования для клинических приложений находятся в стадии разработки. В этой статье рассмотрено несколько таких систем. Хотя эти системы являются передовыми (или, скорее, передовыми), им все равно приходится решать знакомые проблемы, такие как упаковка и адресная доставка.

«Мы считаем, что первичное редактирование является очень специфичным и точным, потому что механизм первичного редактирования должен пройти три этапа отжига, чтобы произвести генетические изменения», — говорит Кейт Готтесдинер, доктор медицинских наук, президент и генеральный директор Prime Medicine. «Маловероятно, что он приземлится не в том месте и откроет все три ключа».

По словам Готтесдинера, первичное редактирование может исправить 12 различных несоответствий одной пары оснований, исправить небольшие индел-мутации, а также удалить и заменить большие геномные последовательности — и все это программируемым способом. «При программируемом редактировании редактирование является точно целенаправленным», — подчеркивает он. «Мы можем выбрать пару оснований, где мы хотим, чтобы произошло редактирование. И поскольку механизм работает и управляется небольшой гРНК, мы можем поменять ее местами и перейти в другое место в геноме».

Прайм-редактирование работает с огромным количеством быстро делящихся или покоящихся клеток. Одноразовая обработка: ДНК возвращается к дикому типу в нормальном генетическом локусе.

«Мы усовершенствовали и усовершенствовали оригинальную технологию», — утверждает Готтесдинер. «Это слишком хорошо, чтобы быть правдой». Однако он предупреждает, что «доставка технологии на любой объект сопряжена с проблемами, аналогичными тем, с которыми сталкиваются другие». Известные варианты доставки включают электропорацию для применений ex vivo; липидные наночастицы (ЛНЧ) для воздействия на печень; и векторы аденоассоциированного вируса (AAV) для нацеливания на другие стратегические места.