Ученые из Висконсинского университета в Мадисоне нашли способ в несколько раз повысить эффективность работы геномного редактора CRISPR/Cas9. Для этого исследователям потребовалось временно заблокировать работу шести специфических участков ДНК, включая гены GJB2 и BET1L.

До сих пор главным ограничением подобных систем оставалось то, что они успешно модифицировали геном лишь небольшой части клеток. Чтобы найти решение этой проблемы, биологи в течение шести лет проводили масштабные эксперименты на клеточных культурах, поочередно отключая каждый из 19 тысяч белок-кодирующих генов человека.

В каждой серии опытов участвовало около 100 миллионов клеток, а для анализа результатов ученые использовали современные методы точного секвенирования. Это позволило отследить, как именно отключение конкретных генов влияет на успешность редактирования. В результате исследователи выделили группу из 26 генов, чье подавление в совокупности повышает эффективность редактирования в десять раз — с 5 до 50 процентов. Более детальный анализ показал, что блокировка всего шести из них дает уверенный шестикратный рост КПД для точечных вариаций CRISPR/Cas9.

«В рамках нашего эксперимента мы отслеживали, как менялись взаимодействия генной терапии с клетками, в которых был отключен один из генов. Нам удалось решить эту непосильную задачу при помощи серии опытов на небольшом наборе культур, каждая из которых содержала в себе 100 миллионов клеток. Новые точные методы секвенирования помогли нам обнаружить иголки в этих "стогах сена" и понять, какие гены сильнее всего влияли на редактирование», — пояснил профессор Кришану Саха.

Полученные данные открывают путь к созданию новых, более эффективных методов генной терапии. По словам ученых, дальнейшее изучение этих клеточных механизмов поможет улучшить доставку терапевтических препаратов внутрь клеток с помощью жировых наночастиц.

«Надежда заключается в том, что коллеги подхватят нашу методику и всесторонне изучат, какие клеточные механизмы и цепочки генов оказывают существенное влияние на доставку в клетку любых типов молекул и конструкций, которые можно упаковать в жировые наночастицы. Это позволит нам совершить прорыв не только в области разработки генной терапии, но и в ряде других областей биомедицины», — подытожил профессор Саха.