Новый CRISPR-альтернатива evoCAST встраивает целые гены и открывает путь к лечению тысяч генетических болезней
Генная инженерия совершила прорыв: ученые создали систему evoCAST, способную встраивать полноценные рабочие гены в ДНК человека. Эта технология превосходит классический CRISPR, который редактирует лишь отдельные мутации. Теперь одной процедурой можно заменить дефектный ген, независимо от типа его поломки.
Традиционные CRISPR-системы работают как «молекулярные ножницы» — вырезают поврежденные участки ДНК. Но у этого метода три ключевых ограничения:
- Каждую мутацию нужно исправлять отдельно. Например, для 2000 вариантов поломок гена при муковисцидозе потребуется 2000 разных редакторов.
- Разрезы ДНК провоцируют ошибки при восстановлении — в 15-20% случаев возникают нежелательные мутации (данные Nature Biotechnology, 2023).
- Эффективность редактирования редко превышает 30-40%, а для некоторых тканей, например нейронов, падает до 1-2%.
«CRISPR — это точечный ремонт. EvoCAST — полная замена двигателя, даже если сломалась всего одна деталь», — объясняет принцип Исаак Витте, соавтор исследования из Гарварда.Как бактерии подарили нам генную «швейную машинку»
В основе evoCAST лежат CRISPR-ассоциированные транспозазы (CAST) — ферменты, которые бактерии используют для переноса «прыгающих генов». В отличие от CRISPR, они не режут ДНК, а вшивают новые фрагменты. Проблема в том, что природные CAST в человеческих клетках работали с эффективностью 0.1%.
Ученые применили метод фагового ускоренного направленного эволюции (PACE), чтобы создать модифицированную версию — evoCAST. За 200 часов эксперимента система прошла сотни поколений мутаций. Результат:
- 10 критических изменений в структуре белка.
- Эффективность встраивания генов выросла в 200 раз — до 12-15% в клетках крови и печени.
- Размер вставляемого гена может достигать 10 000 пар нуклеотидов — этого хватит для 98% известных генов человека (по данным GenBank).
В испытаниях evoCAST уже показал результаты:
- Фенилкетонурия — вставка гена PAH в 14% гепатоцитов (нормализация метаболизма фенилаланина требует 5-7%).
- Синдром Ретта — доставка гена MECP2 в нейроны с эффективностью 9% (порог для терапии — 3-4%).
- CAR-T-терапия — модификация Т-клеток для борьбы с лейкемией достигла 11% эффективности против 2% у CRISPR.
Клинические испытания начнутся в 2026 году, но уже сейчас фармгиганты вроде Roche и Pfizer инвестируют в технологию. Только в 2024 году вложения превысили 2.7 млрд рублей.
Что мешает революции?Главные вызовы — доставка evoCAST в нужные ткани и финансирование. Из-за сокращения бюджета NIH на 18% (с 47 до 38.5 млрд долларов) проекты Гарварда и Колумбийского университета под угрозой. Парадокс: технология, способная лечить 7000 генетических болезней, может замедлиться из-за бюрократии.
