Исследование Хаббарда, опубликованное в журнале Nature Methods, демонстрирует новую технологию, продвигающую область геномной инженерии. Этот метод значительно улучшает способность ученых определять конкретные дефектные гены, а затем «редактировать» их, заменяя поврежденный генетический код на здоровую ДНК.
«В научном сообществе существует тенденция к более рациональной разработке терапевтических средств, нежели просто полагаться на традиционные химические экраны», — говорит Хаббард, доцент кафедры фармакологии факультета медицины и стоматологии Университета Альберты. «Мы движемся к очень логичному типу лечения генетических заболеваний, при котором мы можем сказать:« Ваша болезнь вызвана мутацией в гене X, и мы собираемся исправить эту мутацию, чтобы вылечить ее ».
"Теоретически геномная инженерия в конечном итоге позволит нам навсегда вылечить генетические заболевания путем редактирования конкретных дефектных генов."
Геномная инженерия включает в себя целевую конкретную модификацию генетической информации организма. Подобно тому, как программист редактирует компьютерный код, ученые однажды смогут заменить сломанные или нездоровые гены человека здоровыми с помощью специфичных для последовательности ДНК-связывающих белков, прикрепленных к инструментам редактирования ДНК.
Эта область добилась больших успехов за последние два десятилетия и может однажды произвести революцию в медицине.
Одно из препятствий, которое еще предстоит решить в этой области, прежде чем он сможет найти широкое распространение у людей, заключается в том, как обеспечить, чтобы белки влияли только на определенные гены-мишени, нуждающиеся в ремонте.
С современными технологиями белки связываются с правильными генами и редактируют их в подавляющем большинстве случаев, но необходимы дополнительные улучшения, чтобы гарантировать, что гены, не являющиеся мишенями, не изменятся — результат, который потенциально может вызвать серьезные проблемы со здоровьем.
Благодаря его исследованиям, проведенным в качестве постдокторанта в лаборатории Дэвида Р. Лю из Гарвардского университета, Хаббард разработал способ уменьшить связывание с целевой ДНК класса белков редактирования генов, известных как эффекторные нуклеазы, подобные активаторам транскрипции (TALEN).
Новый метод позволяет исследователям быстро и автономно развивать белки, чтобы со временем сделать их более специфичными и целевыми.
«Эта технология позволяет вам систематически говорить:« Я хочу нацеливаться на эту последовательность ДНК, и я не хочу нацеливаться на другие », и в основном она развивает белок, чтобы делать именно это», — говорит Хаббард. «Используя эту систему, мы можем создавать инструменты для редактирования генов, которые в 100 раз более специфичны для их целевой последовательности."
В настоящее время большая часть исследований в области геномной инженерии сосредоточена на лечении моногенных заболеваний — болезней, которые связаны с одним геном, — поскольку исследователям гораздо проще их успешно нацелить. Примеры включают такие заболевания, как гемофилия, серповидно-клеточная анемия, мышечная дистрофия и муковисцидоз.
Хотя эта область все еще находится в зачаточном состоянии, Хаббард говорит, что клинические испытания на людях с использованием специфичных для последовательности агентов редактирования ДНК уже проводятся.
В случае успеха он ожидает, что первые клинические применения можно будет увидеть в следующем десятилетии. Он надеется, что его текущая работа сыграет роль в том, чтобы помочь геномной инженерии полностью раскрыть свой потенциал, и планирует продолжить свои исследования в быстро развивающейся области.
«В то время как традиционные фармацевтические препараты имеют временный эффект, редактирование генов могло бы обеспечить постоянное излечение от множества различных болезней», — говорит Хаббард. «Нам все еще предстоит преодолеть множество препятствий, но я думаю, что эта технология определенно может изменить медицину."