Ученые добились рекордной эффективности редактирования ДНК человека

Исследователи из Mammoth Biosciences представили NanoCas — ультракомпактную CRISPR-нуклеазу, способную редактировать гены в скелетных мышцах с использованием одного адено-ассоциированного вируса (AAV). Эксперименты на приматах показали эффективность редактирования свыше 30% в мышечных тканях.

Редактирование генов с помощью CRISPR стало революцией в биологии, но существующие системы, включая Cas9 и Cas12a, слишком велики для упаковки в один вирусный вектор. Это ограничивает их клиническое применение и требует использования двух AAV, что снижает эффективность доставки.

Команда исследователей проанализировала 21 980 метагеномов и отобрала 176 кандидатов — нуклеаз длиной менее 600 аминокислот. Оптимизированный вариант NanoCas с мутацией D220R продемонстрировал повышенную эффективность связывания ДНК. В лабораторных условиях он успешно редактировал гены в клетках человека, включая стволовые клетки и Т-лимфоциты.

В экспериментах на мышах NanoCas с помощью AAV8 редактировал ген Pcsk9, ответственный за уровень холестерина, достигая 60% эффективности. В моделях болезни Дюшенна наблюдалось до 40% редактирования в мышцах.

У приматов AAV9-NanoCas обеспечил до 30% редактирования в скелетных мышцах и 15% в сердечной ткани, при этом в печени нежелательные мутации не превышали 2%. Это первый случай успешного мышечного редактирования у крупных животных с использованием единственного AAV-вектора.

NanoCas открывает перспективы для лечения генетических заболеваний мышц и расширяет возможности генной терапии, включая точечное редактирование и эпигенетическую коррекцию.