Метод борьбы с вирусами «CRISPR» - короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами

Будущее потихоньку наступает не только в технологиях, но и в медицине. Одна из тем, претендующих на роль главного открытия десятилетия, - генная терапия CRISPR.

Всего несколько лет назад с различными заболеваниями боролись в лоб: пациенту, подхватившему тот или иной вирус или бактериальную инфекцию, давали "пилюли", уничтожавшие заразу-агрессора, а заодно - захваченные ею клетки.

У этого метода есть целый ряд знакомых многим недостатков. Во-первых, яд в форме лекарства действует на заразу достаточно медленно - бывает, что та успевает расплодиться и нанести организму существенный ущерб, вызвав осложнения. Во-вторых, отрава влияет не только на инфекцию, но и на здоровые клетки, что тоже, согласитесь, напрягает. Кто не сталкивался, например, с дисбактериозом, расстройствами пищеварения и ослабление иммунитета после приема антибиотиков? Вот, это оно.

И лишь в начале 2010-х медики обнаружили совершенно новый, революционный путь борьбы с заболеваниями. Что примечательно, "позаимствовали" его эскулапы у... бактерий.

Сегодня ведется разработка новых лекарств, способных "вырезать" заболевание из организма, не затронув здоровые клетки, органы и ткани.

Загадочный повтор

Примитивнейшие организмы - бактерии - страдают от вирусов ничуть не меньше (а скорее, гораздо больше), чем люди. Но и эволюционный путь у них значительно длиннее чем у homo sapiens, а потому бактерии за миллионы лет успели выработать удивительный механизм защиты.

Впервые его заметили еще в 1987 году: группа японских ученых, изучавших, как кишечная палочка (своеобразная "лабораторная мышь" микробиологии - с нею исследователи экспериментируют чаще всего) противостоит атаке вирусов, обратила внимание на странные участки в геноме палочки - повторяющиеся элементы, разделенные не повторяющимися последовательностями.

Спустя шесть лет, в 1993-м, похожий удивительный кусок генома обнаружили и испанцы - у совсем другого вида бактерий. Сходство показалось им интересным. Еще немного исследований - и оказалось, что повторяющиеся последовательности, разделенные не повторяющимися, существуют практически у всех микроорганизмов.

Эти последовательности получили название "короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами" (от англ. clustered regularly interspaced short palindromic repeats - CRISPR). Но об их назначении ученые долгое время могли только догадываться.

Библиотека в клетке

Прорыв случился лишь в 2005-м. Оказалось, что CRISPR - это что-то вроде базы данных, в которой хранится информация обо всех известных бактерии вирусах. "Архивы" располагаются в геноме, как книжки на полках: вот "книжка" о вирусе А (не повторяющийся участок), затем пробел (повторяющийся участок), снова "книжка" - о вирусе Б, опять пробел и очередная "книжка"... И именно эта "библиотека" помогает бактерии моментально побеждать знакомую вирусную инфекцию. Происходит это в общих чертах следующим образом.

Вирус атакует бактерию. Та тут же сверяет его "фоторобот" с базой данных, находит нужную "книжку". В ней записан "рецепт" вещества, убивающего конкретный вирус, - и тысячи белков с этим "рецептом" наперевес отправляются на поиски заразы. Как только вирус найден, белок-охотник "разрезает" (растворяет) его цепочку ДНК будто ножницами. Эффективность CRISPR крайне высока: вирусы уничтожаются ("вырезаются") практически мгновенно, причем этот процесс не затрагивает здоровые клетки.

Коней болезням

Вот если бы научиться внедрять подобные "ножницы" в человеческие клетки... над этой задачей светила науки бились восемь лет. И у них получилось! Уже в 2013-м исследователям удалось "отредактировать" по методу CRISPR организмы живых существ - плодовых мушек, мышей и крыс, свиней. Грубо говоря, клетки животных научили точечно бороться с конкретными заболеваниями, быстро и эффективно "разрезая" их возбудителей. Созданные учеными "ножницы" смогли совершить почти невероятное - "вырезать" из генома зараженных мышей ВИЧ (СПИД).

В 2016-м дело дошло и до экспериментов на человеческих эмбрионах. И снова успех. Исследователи научились перепрограммировать лимфоциты (клетки, являющиеся основой иммунной системы) таким образом, чтобы дать им "ножницы" против выбранного заболевания. Эксперименты подтвердили, что перепрограммированная иммунная система способна "вырезать" из организма столь страшные заболевания, как СПИД и онкологию, не оказывая при этом побочных эффектов.

30 августа 2017 года в Соединенных Штатах впервые в истории было разрешено клиническое использование в медицине препаратов генной терапии на основе CRISPR. Глава Управления США по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными препаратами пафосно объявил: "Мир перешагнул порог новой эры медицины!".

Предполагается, что метод CRISPR способен положить конец любым болезням. Осталось только чуть-чуть подождать...

Читайте полезную статью для будущих мам на тему "Требовательный ребенок": https://emberint.ru/articles/trebovatelnyi_rebenok/.