Ученые отключили гены и снизили уровень холестерина без повреждения ДНК

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые из Университета Дьюка на моделях мышей проверили, сохраняется ли отключение генов in vivo после кратковременной доставки и экспрессии сконструированных репрессоров транскрипции путем нацеливания на ген, участвующий в поддержании гомеостаза холестерина.

Метод эпигенетического редактирования, имеющий большие перспективы в лечении генетических нарушений, позволяет отключать гены без изменения первичной последовательности их дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Постоянное эпигенетическое подавление генов с использованием программируемых редакторов, оснащенных репрессорами транскрипции, имеет большие перспективы для лечения заболеваний человека. Однако, чтобы полностью раскрыть его терапевтический потенциал, необходимо экспериментальное подтверждение длительного эпигенетического отключения после кратковременной доставки редакторов in vivo. 

С этой целью ученые нацелились на Pcsk9, ген, экспрессируемый в гепатоцитах, который участвует в гомеостазе холестерина. Скрининг in vitro различных конструкций редакторов показал, что белки цинкового пальца являются наиболее эффективной ДНК-связывающей платформой для эффективного глушения мышиного Pcsk9. 

В качестве вектора ученые использовали небольшие аденоассоциированные вирусы, которые уже зарекомендовали себя в генной терапии. Вместо традиционного фермента Cas9 из бактерии Streptococcus pyogenes использовался более компактный аналог из Staphylococcus aureus. Исследователи модифицировали его, дезактивировав функцию разрезания ДНК. Теперь фермент мог только связываться с нужным участком.

К Cas9 был прикреплен белок KRAB, который блокирует транскрипцию гена. Доставив эту конструкцию в клетки печени мышей, ученые добились снижения уровня холестерина. 
Однократное введение липидных наночастиц, содержащих мРНК редакторов, почти вдвое снижало циркулирующие уровни PCSK9 у мышей в течение почти одного года. Примечательно, что подавление Pcsk9 и сопутствующие эпигенетические репрессивные метки также сохранялись после принудительной регенерации печени, что еще раз подтверждает наследуемость недавно установленного эпигенетического состояния.

К концу эксперимента ученые не заметили каких-либо признаков отката назад, поэтому предположили стабильность улучшений в течение длительного периода времени. Дальнейшие наблюдения и эксперименты покажут, может ли эффект длиться годами.

Марина КЫН.