Використання CRISPR призводить до появи випадкових мутацій

CRISPR дозволяє «вирізати» і «вклеювати» потрібні фрагменти ДНК. Але, очевидно, не тільки їх.

Методику редагування генома CRISPR/CAS9 часто називають «молекулярними ножицями» за її здатність «вирізати» і «вклеювати» потрібні фрагменти ДНК. З появою CRISPR генна інженерія вийшла на новий, раніше неподаний рівень. За останні роки CRISPR поширився настільки широко, що тепер ним користуються навіть школярі. Дослідження, опубліковане цього тижня у виданні Nature Methods, нагадує нам, що технологія все ще знаходиться в розробці, і до дня, коли ми зможемо вільно редагувати людську ДНК за власним розумінням, пройде ще чимало часу.

Намагаючись вилікувати піддослідну мишу від генетично обумовленої сліпоти, дослідники з Колумбійського університету (Columbia University) виявили, що CRISPR дійсно відредагував ген, пов'язаний з порушенням зору. Але водночас «молекулярні ножиці» стали причиною мутацій у тисячі з гаком інших генів. Побічні ефекти CRISPR відомі досить давно, але в новому дослідженні підкреслюється, наскільки вони поширені, і наскільки важливо вивчення цих небажаних явищ.

Значна частина зусиль вчених в останні роки була спрямована на підвищення точності редагування генетичної інформації за допомогою CRISPR. З появою CRISPR внесення змін у геном стало доступнішим, ніж будь-коли. Однак, поки побічні ефекти, що виникають при використанні нової технології, не будуть скориговані, CRISPR не зможе вийти за межі наукових лабораторій.

У Китаї вже йдуть два клінічних дослідження, присвячених застосуванню CRISPR у людей. Наступного року заплановано проведення схожої роботи в США. Для проведення цих досліджень використовуються алгоритми прогнозування, що допомагають визначити, в яких ділянках геному з найбільшою ймовірністю з'являться «побічні мутації». Вважається, що поліпшення технології CRISPR має скоротити кількість таких «зон ризику». Але навіть з урахуванням цього фактору деякі експерти знаходять новий метод занадто «сирим» для застосування у людей.

Автори нового дослідження також звертають увагу на те, що алгоритми, які з високою точністю визначили побічні ефекти CRISPR в чашці Петрі, не спрацювали на живих мишах. Вчені провели повне секвенування геному піддослідних тварин, які раніше пройшли генну терапію з приводу сліпоти. «Ножиці» CRISPR дійсно змінили потрібний ген і відновили зір тварин. Однак у двох різних мишей було виявлено близько 1500 нових мутацій, понад 100 делецій та інших незапланованих змін структури ДНК. Жодне з цих порушень не було передбачене комп'ютерним алгоритмом.

На перший погляд, з піддослідними мишами нічого жахливого не сталося - вони не виростили третє вухо і не захворіли на рак. Але невідомо, який вплив нові мутації та інші наслідки «редагування» можуть надати в довготривалій перспективі. Небажані мутації в генах завжди несуть в собі потенційну небезпеку. Зрештою, генетичні захворювання, наприклад сліпота, яку дослідники намагалися вилікувати за допомогою CRISPR, просто результат однієї з таких мутацій.

"Наші спостереження показують, що технологію CRISPR необхідно належним чином доопрацювати. Особливо перед тим, як починати її використання для генної терапії людських захворювань ", - пишуть автори.

Будь-яке медичне втручання характеризується тими чи іншими побічними ефектами. Нове дослідження просто підкреслило важливість проведення повного секвенування геному - це потрібно для того, щоб зрозуміти, з якими небажаними явищами ми можемо зіткнутися, коли почнемо використовувати CRISPR частіше. Поки ж технологія CRISPR продовжує вдосконалюватися, і, можливо, в майбутньому вона зможе використовуватися не тільки в наукових, але і в медичних цілях.