Ученые из нескольких московских институтов провели первый в России эксперимент по редактированию человеческих зигот при помощи системы CRISPR-Cas9 и получили эмбрионы, несущие мутацию в гене CCR5, которая определяет устойчивость к заражению вирусом иммунодефицита человека. Результаты исследования описаны в собственном научном журнале РНИМУ имени Пирогова (Вестник РГМУ).
Вирус иммунодефицита заражает клетки, а именно, CD4+ лимфоциты, через взаимодействие с рецептором на их поверхности, который кодируется геном CCR5. Небольшая часть человеческой популяции имеет мутацию в этом гене (делецию 32 нуклеотидов, CCR5Δ32), которая блокирует взаимодействие вируса с рецептором и делает ее носителя устойчивым к заражению.
Идея использовать эту мутацию в терапевтических целях появилась после истории с «берлинским пациентом», когда человек с ВИЧ, которому сделали пересадку костного мозга от донора с мутацией, вылечился от инфекции. Разработанные с тех пор инструменты редактирования генома (цинковопальцевые нуклеазы и CRISPR-Cas9) позволяют довольно эффективно «выключать» CCR5 в лимфоцитах, и методы терапии ВИЧ с использованием собственных отредактированных лимфоцитов пациента уже проходят клинические испытания.
В 2015 году китайские ученые впервые провели эксперимент по редактированию эмбрионов человека с использованием системы CRISPR-Cas9, а в 2016 году китайцы попытались внести мутацию CCR5Δ32 в эмбрионы. Эффективность редактирования в этом эксперименте составила всего пять процентов (один эмбрион из 20 содержал нужную мутацию).
Ученые из Исследовательского центра акушерства, гинекологии и перинатологии имени Кулакова, МГУ и медицинского университета имени Пирогова повторили эксперимент китайских коллег, но модифицировали условия эксперимента и получили бластоцисты, гомозиготные по нужной мутации (то есть содержащие ее во всех копиях гена) в 62 процентах случаев.
Как и в предыдущем эксперименте, ученые работали с дефектными трипронуклеарными (несущими три набора хромосом) зиготами (оплодотворенными яйцеклетками), полученными в результате искусственного оплодотворения и непригодными для дальнейшей имплантации матерям. В зиготы вводили не матричную РНК Cas9, а готовый комплекс белка Cas9 с РНК-затравкой (гидовой РНК) и ДНК-матрицей для внесения нужной мутации. Пара наиболее эффективных гидовых РНК была подобрана заранее в эксперименте по редактированию in vitro. Из 16 инъецированных комплексом зигот 8 развились «в пробирке» до стадии бластоцисты (около 250 клеток), после чего их использовали для генотипирования. Анализ показал, что пять из восьми эмбрионов содержат нужную мутацию.
В далекой перспективе подобное редактирование эмбрионов может помочь избежать заражения, например, детям ВИЧ-инфицированных матерей.
