Голландские ученые сделали важный шаг в лечении митохондриальных болезней — они исправили опасные мутации в ДНК митохондрий с помощью генетического редактора. Результаты опубликованы в журнале PLOS Biology, и это дает надежду людям с редкими генетическими нарушениями.

Митохондрии — это энергетические станции клетки, у них есть своя ДНК. Если в ней возникают мутации, это может привести к наследственным болезням, раку или ускоренному старению. CRISPR, который редактирует ядерную ДНК, не подходит для митохондрий — он просто не может в них проникнуть.

В новом исследовании ученые использовали другой инструмент — редактор оснований  (DdCBE). Он меняет одну «букву» в ДНК, не разрезая ее, и работает именно с митохондриальной ДНК.

Митохондриальная ДНК — это небольшой набор генов внутри митохондрий, которые клетка использует для производства энергии. Она передается только от матери, и если в ней есть мутации, это может вызывать тяжелые болезни.

Эксперименты показали, что метод работает:

• В лаборатории исправили мутацию в клетках печени, которая нарушала выработку энергии.
• В клетках кожи пациента с синдромом Гительмана (митохондриальное заболевание) восстановили нормальную работу митохондрий.

Чтобы приблизить технологию к клиническому применению, ученые доставляли редактор в виде mRNA (матричной РНК) в липидных наночастицах. Это безопаснее и эффективнее, чем старые методы вроде ДНК-плазмид. Важно, что правки были точными — почти без ошибок в ядерной ДНК, хотя в митохондриальной их нашли чуть больше.

Редактирование митохондриальной ДНК открывает новые возможности для лечения болезней, которые раньше считались неизлечимыми, — говорят авторы. — Пациенты с митохондриальными нарушениями долго не могли воспользоваться преимуществами CRISPR, но теперь у нас есть инструмент, который исправляет мутации. В этом исследовании мы создали модель болезни на органоидах печени и отредактировали ДНК в клетках пациентов.

Польза исследования

• Лечение редких болезней — многие митохондриальные заболевания пока неизлечимы, а этот метод дает шанс.
• Безопасность — технология не режет ДНК, как CRISPR, а значит, меньше риск нежелательных мутаций.
• Персонализированная медицина — можно корректировать мутации индивидуально, даже в клетках конкретного пациента.
• Шаг к терапии старения — некоторые возрастные изменения связаны с митохондриальными нарушениями.

Хотя метод точен, в митохондриальной ДНК все же нашли больше ошибок, чем в ядерной. Это значит, что технология пока не идеальна — нужно дорабатывать, чтобы избежать побочных эффектов. Кроме того, испытания пока только in vitro  (в пробирке), до клиники еще далеко.

Ранее ученые нашли способ остановить рост вредных повторов ДНК.