Цинковые пальчики расплетают молекулу ДНК

Темно-красные наночастицы, подводящие желтую РНК-гид к синим цепям гена-мишени. Иллюстрация Physorg

Один из методов генетического редактирования носит сокращенное название CRISPR. Суть метода заключается в использовании молекулы РНК, которая выполняет роль своеобразного гида при поиске определенных генов. Затем найденные гены вырезаются из молекулы ДНК с помощью специального фермента, расщепляющего нуклеиновые кислоты. Но метод пока неспецифичен, то есть в результате его применения возможны побочные эффекты.

Для повышения специфичности (нацеленности) метода молекулярного конструирования вслед за CRISPR было предложено использование так называемых цинковых пальцев (Zn-fingers), то есть белковых цепей с петлями, в основании которых находится укрепляющий их структуру цинк. Преимущество этого метода – гораздо большее разрешение молекулярного распознавания специфических последовательностей генов и возможность наладить синтез таких белков в печени. Это, в частности, больше подходит для «исправления» обменных нарушений, зачастую существенно сокращающих жизнь людей.

Одно из таких расстройств связано с мутацией в гене, кодирующем фермент, расщепляющий углеводы. В результате он накапливается в клетках печени в аномальных количествах.

Брайан Мадокс, шеф-повар одного из ресторанов в Окленде, пригороде Сан-Франциско, за 44 года жизни перенес 26 операций по поводу ущемленных грыж и межпозвоночных дисков, воспалений внутреннего уха и дыхательных путей, остеомиелита и артрита суставов, удаление желчного пузыря. Врачи лечили его с помощью еженедельных внутривенных капельниц с раствором нужного фермента, но стоят эти процедуры не менее 100 тыс. долл. в год. Далеко не все могут позволить себе подобные инъекции, поэтому гибель наступает в раннем возрасте, и в мире людей с подобным синдромом насчитывается не более 10 тыс.

Мадокс был «рекрутирован» специалистами Калифорнийского университета в Сан-Франциско в составе группы из 30 человек, принявших участие в клинических испытаниях метода на безопасность и токсичность. Он вызвался первым испытать его на себе в надежде если не вылечиться полностью, то хотя бы облегчить страдания. Ген-конструкт, вводимый в клетки печени с помощью вируса, имеет «инструкции» для двух молекул с цинковыми пальцами и синтеза нормального гена фермента.

Но не собираются сдавать свои позиции и адепты «классического» CRISPR, разрешение которого предложено резко повысить с помощью наночастиц, «подводящих» гид-РНК и фермент стрептококка в нужное место. Остается надеяться, что постепенно, шаг за шагом наука и врачебная практика приблизятся к вожделенной генетической терапии.

Заметим, что компания, помогающая повару, также проводит клинические испытания своего метода при лечении еще двух заболеваний, связанных с нарушениями обмена веществ, и гемофилии (от гемофилии, напомним, погиб сын королевы Англии Виктории и страдал ее правнук – цесаревич Алексей; в общей сложности от гемофилии погибли 15 потомков королевы, передавшей мутантную ДНК через своих дочерей и внучек).

Еще одним достижением биоинженерии стало второе разрешение, выданное в США на использование генетической терапии для лечения рака крови.