Опасен страничен ефект на CRISPR-Cas: генните ножици унищожават части от генома

Новият метод за редактиране на ДНК се нуждае от усъвършенстване.

Разработването на методи за редактиране на генома, базирани на комплекса CRISPR-Cas, напредва бързо, привличайки вниманието на научната общност и практиците по целия свят. Тези инструменти дават възможност за точково модифициране на генетичния материал и вече са намерили приложение при лечението на наследствените болести, борбата с рака и създаването на устойчиви на климатичните промени култури.

Най-популярният метод остава използването на комплекса CRISPR-Cas9, който прекъсва двойната ДНК верига в дадена точка, като активира естествените механизми за клетъчно възстановяване. Този подход обаче не е лишен от ограничения: единият от механизмите за възстановяване работи бързо, но не достатъчно точно, а другият – бавно, но осигурява висока точност и позволява да се вграждат отделни ДНК фрагменти в даден участък от гена. Учените се стремят максимално да използват втория механизъм, известен като хомологично насочена корекция (HDR), тъй като той открива пътя към лечението на много генетични заболявания.

Най-новите изследвания показват, че молекулата AZD7648 може да повиши ефективността на HDR, като блокира бързия и по-малко прецизен процес на възстановяване. Новите данни обаче разкриха сериозни странични ефекти при нейното използване. Изследователският екип от ETH Цюрих е установил, че в някои случаи употребата на AZD7648 води до значителни генетични промени, включително изтриване на големи участъци от ДНК и дори прекъсване на хромозомни участъци. Това прави генома нестабилен и създава непредсказуеми рискове за модифицираните клетки.

Първоначалните анализи показват, че редактирането е точно, но по-задълбоченото изследване разкрива катастрофални промени извън целевите участъци. Тези ефекти бяха описани за първи път в списание Nature Biotechnology и потвърдени от други научни групи. Експертите подчертават необходимостта от допълнителни изследвания, за да се оцени степента на увреждане и да се разработят нови методи за справяне с HDR.

Въпреки трудностите, разработването на безопасни и ефективни методи за редактиране на генома остава обещаващо. В клиничната практика CRISPR-Cas вече се прилага успешно, например за лечение на сърповидно-клетъчната анемия, при което повече от сто пациенти са преминали през терапия без странични ефекти. Тези постижения са окуражаващи и потвърждават потенциала на технологията. В бъдеще учените планират да използват комбинации от различни молекули, за да подобрят безопасността и ефикасността на HDR, което може да открие нови хоризонти в генната терапия.

Въпреки това според водещият в това изследване учен Корн това не е краят, а началото на по-нататъшния напредък в редактирането на гените с помощта на техниките CRISPR-Cas.

„Развитието на всяка нова технология е изпълнено с трудности. Едно препъване не означава, че се отказваме от технологията.“