Применение искусственного активатора генов на основе каталитически неактивного белка dCas9 позволило эффективно увеличить экспрессию гена ламинина в мышцах мышей, больных мышечной дистрофией 1А типа.
Этот метод не только предотвратил деградацию мышц у молодых животных, но и улучшил состояние уже больных мышей, пишут канадские ученые в статье, опубликованной в Nature.
Одна из разновидностей мышечной дистрофии MDC1A (врожденная мышечная дистрофия 1А типа) развивается в результате мутации в гене Lama2. Ген кодирует а-цепь белка ламинина, который необходим для взаимодействия мышечных волокон со шванновскими клетками. Эти вспомогательные клетки нервной ткани участвуют в формировании электроизолирующей миелиновой оболочки нерва. В результате нарушения взаимодействия происходит дегенерация скелетной мускулатуры и нарушение ее иннервации.
Лечения от этой болезни не существует, однако ранее ученые уже показали, что недостаток Lama2 можно компенсировать дополнительной экспрессией гена Lama1, который кодирует а-цепь ламинина другого типа. Введение Lama1 в мышцы, однако, осложняется огромным размером гена, который не позволяет доставлять его в организм стандартным способом (в составе аденовируса).
Сотрудники исследовательского центра при детской больнице в Торонто (Канада) вместе с американскими коллегами успешно продемонстрировали на мышиной модели заболевания, что экспрессию собственного Lama1 можно увеличить при помощи искусственного трансактиватора на основе системы CRISPR-dCas9. В результате мутации в каталитическом домене dCas9 не способен резать ДНК, но способен с ней связываться в том месте, на которое ему укажет короткий РНК-гид (направляющая РНК). Если к такому белку пришить репрессорный или активаторный домен, dCas9 можно превратить в фактор транскрипции для управления экспрессией генов.
В данной работе ученые выбрали «маленький» Cas9 из Staphylococcus aureus и сшили его с вирусным трансактиваторным доменом VP64. Искусственный активатор сначала проверили на мышиных фибробластах и подбрали три наиболее эффективных РНК-гида к регуляторной части гена Lama1. Для лечения животных систему упаковали в аденовирус типа AAV9, который имеет высокое сродство к мышечной ткани.
Первичная проверка на мышах показала, что для эффективной индукции экспрессии Lama1 в мышцах необходимы все три РНК-гида сразу. Профилактический эксперимент показал, что введение аденовируса с активатором и гидами в кровь новорожденным мышам предотвращает дегенерацию скелетной мускулатуры и развитие судорог с возрастом (к седьмой неделе).
Кроме того, авторы показали и терапевтический потенциал генетической конструкции на уже больных мышах — введение высокой дозы аденовируса трехнедельным животным (в группах было по 7-9 животных) с признаками паралича не только остановило прогрессирование заболевания, но и улучшило подвижность животных уже к шестой неделе.
В прошлом году мы рассказывали об успешном лечении мышечной дистрофии Дюшенна у собак при помощи редактирования генома системой CRISPR-Cas9, которую использовали для удаления кусочка гена дистрофина.
Автор: Дарья Спасская