Технологията за генно редактиране CRISPR-Cas9 навлиза във фаза на клинични тестове. Но ново изследване, публикувано в Nature Methods, установи, че технологията за редактиране на гени може да въведе до стотици непредвидени мутации в генома.
"Смятаме, че е критично важно научната общност да обмисля потенциалните опасности от всички нецелеви мутации, причинени от CRISPR, включително единични нуклеотидни мутации и мутации в некодиращи региони на генома", казва д-р Стивън Цанг, доцент по офталмология в Ласло Т. Бито и доктор по патология и клетъчна биология в Медицинския център на Колумбийския университет и в Института по геномна медицина в Колумбия и Института по хранене на човека.
CRISPR-Cas9, благодарение на своята скорост и безпрецедентна прецизност, е придобивка за учените, които се опитват да разберат ролята на гените при болестта. Техниката същодава надежда за по-мощни генни терапии, които могат да изтрият или поправят дефектни гени, а не просто да добавят нови гени.
Първото клинично проучване за прилагането на CRISPR вече се провежда в Китай. Клиничните тестове в САЩ са планирани за догодина.
Въпреки че CRISPR може точно да се насочи към определени участъци от ДНК, понякога засяга други части на генома. Повечето проучвания, които търсят тези нецелеви мутации, използват компютърни алгоритми, за да идентифицират областите, които най-вероятно ще бъдат засегнати, и след това да проучат тези области за заличавания и вмъквания.
"Тези предсказващи алгоритми изглеждат добре, когато CRISPR се извършва в клетки или тъкани в лабораторията, но цялостното определяне на генома не е било използвано, за да се търсят всички нецелеви ефекти в живите животни", казва съавторът д-р Александър Басук, професор по педиатрия в университета в Айова.
В новото проучване изследователите подреждат целия геном на мишки, които са претърпели CRISPR редактиране на гени в предишното проучване на екипа. Учените търсели всички мутации, включително тези, които са променили само един нуклеотид.
Изследователите установяват, че CRISPR успешно е коригирал гена, който причинява слепота. Но Кели Шефер, докторант в лабораторията на д-р Винит Махаджан, доцент по офталмология в Станфордския университет и съавтор на изследването, установява, че геномите на две независими реципиенти на генна терапия имат над 1 500 единични нуклеотидни мутации и повече от 100 по-големи заличавания и вмъквания. Нито една от тези ДНК мутации не е предвидена от компютърните алгоритми, които се използват от изследователите, за да търсят нецелеви ефекти.
"Изследователите, които не използват цялостно определяне на генома, за да открият ефекти, които не са насочени към целта, могат да изпуснат потенциално важни мутации", казва д-р Цанг. "Дори една нуклеотидна промяна може да има огромно въздействие."
Д-р Басук казва, че изследователите не са забелязали нищо очевидно погрешно при своите животни. "Ние все още сме оптимисти за CRISPR", казва д-р Махажан. "Ние сме лекари и знаем, че всяка нова терапия има някои потенциални странични ефекти - но трябва да сме наясно какво представляват те."
Изследователите понастоящем работят за подобряване на компонентите на системата CRISPR - нейния ген за рязане на ензим и РНК, която води ензима към правилния ген, за да се увеличи ефективността на редактирането.
"Надяваме се, че нашите открития ще насърчат другите да използват последователността на цялия геном като метод за определяне на всички нецелеви ефекти на техните CRISPR техники и да проучват различни версии за най-безопасното и най-точното редактиране", казва д-р Цанг.
Докладът е озаглавен "Неочаквани мутации след редактиране на CRISPR-Cas9 in vivo". Допълнителни автори са Кели А. Шафер (университет Станфорд), Уен-Хуан Ву (Медицински център на Колумбийския университет) и Диана Г. Колан (Айова).
