Возможность заменять один ген на другой в ДНК живой клетки появилась всего несколько лет назад. Как и любая новая технология, редактирование генетического материала вызывает, вместе с большими надеждами на излечение генетических заболеваний, вопросы о безопасности такого метода.
Результаты, полученные учеными института биомедицинских исследований им. Солка, работающими под руководством профессора Хуана Бельмонте (Juan Carlos Izpisua Belmonte), показали необоснованность некоторых опасений. Авторы продемонстрировали, что применение наиболее популярных методик модификации генов не увеличивает количество мутаций, возникающих в стволовых клетках.
На сегодняшний день существуют два основных метода модифицирования последовательности ДНК: применение для доставки нового гена в клетку вирусного вектора или так называемых белков TALEN — ферментов нуклеаз, прицельно разрезающих ДНК.
В рамках более ранней работы исследователи впервые использовали в качестве инструмента модификации ДНК так называемые хелпер-зависимые аденовирусные векторы (HDAdVs). С их помощью они исправили в геноме стволовых клеток костного мозга мутацию, вызывающую серповидноклеточную анемию. Теоретически введение полученных с помощью этого метода клеток в костный мозг пациента способно облегчить его состояние.
Однако для применения подобных технологий в клинической практике необходимо получить убедительные доказательства их безопасности. Для этого авторы использовали линию человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (чиПСК) с мутацией, вызывающей серповидноклеточную анемию. Они разделили клетки на три популяции, одну их которых модифицировали с помощью HDAdVs, вторую — с помощью TALEN, а третью, интактную, использовали для контроля.
Последующее полное секвенирование генома клеток показало, что в ДНК клеток всех популяций произошло лишь незначительное накопление случайных мутаций. Во всех случаях они были представлены случайным образом разбросанными по геному и уникальными для каждого клона клеток единичными нуклеотидными полиморфизмами, количество которых не превышало 100.
Авторы отмечают, что полученные результаты не означают, что использование стволовых клеток с измененными генами безопасно, они лишь свидетельствуют о том, что внесение модификаций в геном клеток не связано с дополнительными рисками.
Они также разработали комбинированный (гибридный) TALEN-HDAdV вектор, обеспечивающий значительное повышение эффективности модифицирования генома, а в ближайшем будущем планируют заняться изучением влияния генетических модификаций, вносимых с помощью перечисленных методик, на риск возникновения нежелательных мутаций в клетках других типов.
