Российские ученые получают перспективные результаты, совмещая передовые генетические и клеточные технологии

Некоторые из них представлены на открывшемся в Новосибирске международном конгрессе CRISPR-2023.

Более десяти лет назад ученые научились получать индуцированные плюрипотентные стволовые клетки пациентов, создавать на их основе модельные системы для изучения механизмов развития заболеваний. Это открыло массу новых возможностей как для изучения различных патологий, так и для проведения фармакологических испытаний. Еще больше они расширились с открытием системы редактирования генома CRISPR/Cas9.

Полученные результаты и перспективы дальнейших исследований российские ученые обсуждают в Новосибирске на международном научном конгрессе CRISPR-2023. В его работе приняли участие представители 11 стран, за три дня прозвучит более девяноста докладов, значительная часть которых подготовлена молодыми учеными. «Такое количество выступлений и разнообразие их тематик говорит о том, что, несмотря на все сложности последних лет, российская наука в этой области не стоит на месте, а заметно продвинулась вперед. Причем, это касается не только редактирования генома, но и исследований в области трансляционной и регенеративной медицины, которые играют большую роль в современном здравоохранении», — прокомментировала первые итоги конгресса заместитель председателя оргкомитета, старший научный сотрудник Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН, к.б.н. Ирина Захарова.

Как подчеркнул в своем выступлении на конгрессе ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Сергей Медведев, ученым стало гораздо проще получать достаточное число клеток с редкими мутациями для проведения исследований – теперь эти мутации можно внедрять в клеточные культуры, уже имеющиеся в их коллекциях. Одно из направлений исследований их лаборатории, основанное на совместном применении этих технологий, направлено на выявление генетических механизмов возникновения и развития болезни Паркинсона.

Кроме того, напомнил он, CRISPR/Cas9 можно создавать трансгенные клеточные культуры для проведения различных экспериментов. «Известно, что при ряде нейродегенеративных заболеваний в клетках накапливается перекись водорода, что в итоге приводит к гибели клетки. Мы создали конструкции для наработки белка-сенсора, который позволяет измерять ее концентрацию в живых клетках в режиме реального времени. А потом, с помощью CRISPR/Cas9 внесли данные конструкции в геномы клеток, моделирующие развитие бокового амиотрофического склероза. И получили возможность изучить количественные параметры этого накопления, причем при разных сценариях протекания болезни», — рассказал Сергей Медведев.

Клеточные технологии позволяют воссоздавать в лаборатории не только двухмерные культуры или отдельные нейроны, но и трехмерные образцы ткани различных органов пациента, т.н. органоиды. Такие исследования на органоидах головного мозга человека проводят сотрудники Сектора геномных механизмов онтогенеза ИЦИГ СО РАН. На протяжении ряда лет они изучают ген, кодирующий синтез белка Сontactin-6, мутации в котором связаны с рисками развития различных форм задержки умственного развития. «Недавно нам удалось обнаружить в этом генетическом локусе два фрагмента ДНК, которые сами по себе не отвечают за синтез никаких белков, но есть предположение, что они выступают в роли неких «регуляторов», влияя на эффективность работы соседних генов. И их нахождение в одном локусе с Сontactin-6 позволяет по-новому взглянуть на причины возникновения связанной с ним патологии развития мозга», — отметила в своем докладе младший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Татьяна Шнайдер.

Также она рассказала, что их органоидами заинтересовались ученые, занимающиеся изучением онколитических вирусов, убивающих клетки глиомы (опухоли, поражающей клетки головного и спинного мозга). По их словам, проводить такие исследования на органоидах проще и удобнее, чем на лабораторных животных и в настоящее время совместная работа в этом направлении уже началась.

Пресс-служба ИЦиГ СО РАН