Новый вектор для терапии миодистрофии Дюшенна системой CRISPR-Cas9

Мышечная дистрофия Дюшенна (МДД) — генетическое заболевание, связанное с точечными мутациями или изменением числа экзонов гена DMD на X-хромосоме, который кодирует белок дистрофин. Это приводит к нарушению функций белка и прогрессирующей мышечной слабости. Пациенты с МДД не доживают до 30 лет из-за дисфункции сердца и легких.

В настоящее время проходят клинические испытания  терапии МДД, заключающейся в доставке нормальной формы дистрофина с помощью аденоассоциированного вектора (AAV), однако такой подход не позволяет в достаточной мере заменить нефункциональный дистрофин и восстановить мышечную функцию. Ранее было показано, что при наиболее распространенной форме МДД (68% случаев), вызванной делецией одного из экзонов, гораздо эффективнее было бы доставлять в клетки систему CRISPR-Cas9 для точечного редактирования генома, однако использование традиционного одноцепочечного AAV (ssAAV) требует очень высокой дозы вируса.

В новой работе, опубликованной в Science Advances, ученые из США оптимизировали систему. Они упаковали кассету экспрессии гидовой РНК для CRISPR-системы в AAV с двухцепочечной ДНК — самокомплементарный аденоассоциированный вирус (scAAV). Это позволяет вирусу при попадании в клетку обойти лимитирующую стадию — синтез комплементарной цепи, а значит, ускоряет действие вируса и повышает его эффективность. Носителем гена, кодирующего SpCas9, остался ssAAV.

Ученые проводили редактирование генома in vivo у мышей с делецией экзона 44 в гене дистрофина. В результате такой делеции возникает преждевременный стоп-кодон в экзоне 45, что и приводит к развитию МДД. В этом случае с помощью системы CRISPR-Cas9 вносятся инделы, которые восстанавливают открытую рамку считывания Dmd.

Использование двухвекторной системы для доставки CRISPR-системы обеспечило существенное улучшение эффективности вирусной трансдукции по сравнению с ssAAV и восстановление функций скелетных мышц. Примечательно, что для достижения одинакового результата требовалось как минимум в 20 раз меньше scAAV, чем ssAAV.