Гемофилия — это Х-связанная врожденная геморрагическая болезнь, поражающая 1 из 5000-10 000 мужчин. Болезнь вызвана мутациями в генах фактора коагуляции VIII (FVIII) или IX (FIX) (соответственно генов F8 и F9). Дефекты этих факторов коагуляции вызывают сильные кровотечения (например, местное кровотечение, мышечное кровотечение, пурпуру и внутричерепное кровоизлияние).
Хотя в нескольких исследованиях сообщалось о чрезвычайно короткой продолжительности жизни пациентов с гемофилией (16-23 лет), во второй половине 20-го века прогноз для таких пациентов значительно улучшился после введения более качественных концентратов фактора свертывания крови, также важную роль играет эндовенозная лазерная коагуляция.
Однако из-за чрезвычайно короткого периода полувыведения этих факторов свертывания, пациенты нуждаются в профилактическом внутривенном введении лекарства 1-3 раза в неделю с раннего детства. Редактирование гена, ответственного за гемофилию, является целью современной медицинской науки.
Система CRISPR/Cas9 обладает большим потенциалом для коррекции болезнетворных мутаций. Белок Cas9 взаимодействует с определенными сайтами в геноме, в присутствии sgRNA и индуцирует разрыв двух нитей. Индукция системой CRISPR/Cas9 может способствовать двум путям репарации ДНК: гомологично направленному восстановлению (ГНВ) и не гомологичному концевому соединению (НКС).
Система CRISPR/Cas9 смогла корректировать специфическую для болезни мутацию в зародышевой линии с помощью ГНВ в мышиной модели с мышечной дистрофией Дюшенна и потери слуха. Однако редактирование генома зародышевой линии не может быть применено к людям в настоящее время из-за этических проблем и безопасности. Поэтому эффективная доставка компонентов для редактирования генома в целевые соматические клетки для лечения генетических заболеваний является желательной альтернативой.
Одной из трудностей с применением системы CRISPR/Cas9 для соматических клеток является более низкая частота ГНВ. Следовательно, НКС является основным механизмом, используемым для восстановления нитей ДНК, и ГНВ редко встречается в постмитотических взрослых тканях, таких как скелетные мышцы и печень. Удаление аномальной мутации проще, чем коррекция специфической для болезни мутации.
Недавно три группы одновременно сообщили о фенотипической коррекции с использованием CRISPR/Cas9 в мышиной модели с мышечной дистрофией Дюшенна после рождения. Они индуцировали разрыв нитей по обе стороны аномального экзона двумя AAV-векторами, чтобы способствовать постоянному прохождению экзона. Однако этот метод нельзя применять для лечения гемофилии, потому что даже одна замена аминокислоты может влиять на активность факторов свертывания крови. Поэтому для лечения гемофилии следует рассмотреть альтернативную стратегию эффективной экспрессии нормальных генных продуктов или ингибировать отрицательную обратную связь системы коагуляции.
Система CRISPR/CAS 9 в ближайшем будущем может пролить свет на лечение гемофилии, но на данный момент теоретические разработки далеки от реализации в терапевтической практике.