Побочный эффект CRISPR-Cas: генные ножницы разрушают части генома

Развитие методов редактирования генома на основе комплекса CRISPR-Cas стремительно прогрессирует, привлекая внимание научного сообщества и практиков по всему миру. Эти инструменты позволяют точечно модифицировать генетический материал и уже нашли применение в лечении наследственных заболеваний, борьбе с раком и создании устойчивых к изменению климата сельскохозяйственных культур.

Наиболее популярным методом остаётся использование комплекса CRISPR-Cas9, который разрезает двойную цепь ДНК в заданной точке, активируя естественные механизмы клеточного восстановления. Однако этот подход не лишён ограничений: один из механизмов восстановления работает быстро, но недостаточно точно, другой — медленно, но обеспечивает высокую точность и позволяет встраивать отдельные фрагменты ДНК в заданный участок гена. Учёные стремятся максимально использовать второй механизм, известный как гомологично направленный ремонт (HDR), поскольку он открывает путь к лечению множества генетических заболеваний.

Недавние исследования показали, что молекула AZD7648 может повысить эффективность HDR, блокируя быстрый и менее точный процесс восстановления. Однако новые данные выявили серьёзные побочные эффекты при её использовании. Исследовательская группа из ETH Zürich обнаружила, что в ряде случаев использование AZD7648 приводит к значительным генетическим изменениям, включая удаление крупных участков ДНК и даже отрывы хромосомных плеч. Это делает геном нестабильным и создаёт непредсказуемые риски для модифицированных клеток.

Первоначальные анализы показали точность редактирования, однако более глубокое изучение выявило катастрофические изменения за пределами целевых участков. Эти эффекты были впервые описаны в журнале Nature Biotechnology и подтверждены другими научными группами. Специалисты подчеркивают необходимость дополнительных исследований, чтобы оценить масштаб ущерба и выработать новые методы работы с HDR.

Несмотря на сложности, разработка безопасных и эффективных методов редактирования генома остаётся перспективной. В клинической практике CRISPR-Cas уже успешно применяется, например, для лечения серповидноклеточной анемии, где более сотни пациентов прошли терапию без побочных эффектов. Эти достижения внушают оптимизм и подтверждают потенциал технологии. В будущем учёные планируют использовать комбинации различных молекул для улучшения безопасности и эффективности HDR, что может открыть новые горизонты в генной терапии.