В генной терапии такая инвазия используется для исправления дефектов в генах, которые могут быть врожденными (генеративные мутации при наследственных заболеваниях) или приобретенными (соматические мутации в опухолевых клетках). Специально модифицированный вирус (вектор) вводится в организм больного человека, где, проникая в клетки, внедряет здоровый генетический материал, нормализуя состояние белков, то есть превращая их из больных в здоровые, тем самым уменьшая или сводя на нет последствия болезни.
Самой распространенной и изученной методикой считается технология редактирования генов CRISPR/Cas9, за которую ее разработчики Дженнифер Даудна (род. 1964) и Эмманюэль Шарпантье (род. 1968) получили Нобелевскую премию в 2020 году.
CRISPR/Cas9 – это изначально сформированный эволюцией «бактериальный иммунитет» – встроенная в бактерию система защиты от опасных для нее бактериофагов. Память о них хранится в участке генома бактерии, названном CRISPR, состоящем из повторяющихся участков и так называемых спейсеров, идентичных фрагментам ДНК когда-то атаковывавших бактерию фагов. При транскрипции CRISPR образуется длинная молекула РНК, которая разрезается на короткие РНК-гиды, содержащие спейсеры и часть повторяющегося участка. РНК-гид связывается с белком Cas9, и, когда фаг попадает в бактериальную клетку, этот комплекс связывается со «знакомыми» ему частями ДНК фага и разрезает обе цепи ДНК, что приводит к гибели вируса.
Если упростить, то это такие ножницы, которые позволяют не только удалять ненужные гены, но и вставлять на их место другие. Для этого нужно «запрограммировать» CRISPR/Cas9, чтобы она удаляла те гены, которые мы хотим, а также добавить ферменты, восстанавливающие ДНК.
Исследователи научились использовать этот созданный природой хитроумный механизм для исключительно точного редактирования генома – вплоть до возможности вырезания всего одного нуклеотида. Очевидно, что такой метод имеет бóльшую разрешающую способность, чем ныне используемые методы генной терапии, и его внедрение в медицинскую практику несет в себе огромный терапевтический потенциал в лечении самых разных заболеваний: наследственных, онкологических, вирусных, в частности ВИЧ/СПИД[148].
Уже сегодня эта технология применяется для лечения множества заболеваний – от ВИЧ-инфекции до врожденной слепоты и некоторых онкологических заболеваний. А недавно терапию на основе CRISPR/Cas9 признали эффективной при гемофилии А.
