Используя молекулярные ножницы, завернутые в хитро доставляемый багаж, исследователи разрушали вариант гена, ведущий к глухоте у мышей. Одиночное воздействие с использованием инъекции геномного отредактированного коктейля предупреждало прогрессирующую потерю слуха у молодых животных, которые в ином случае становились глухими.

Эта работа среди первых, использовавших редактирование генома при глухоте у животных. Поскольку исследование было осуществлено на мышах, то оставалось неясным возможно ли такое у людей. "Мы надеялись, что однажды работа предоставит информацию по разработке лечения определенных форм генетической глухоты у людей."

Почти половина всех случаев глухоты имеет генетические корни, но средства лечения ограничены. Поскольку вплоть до недавнего времени исследователи не обладали технологией прямого воздействия на генетические мутации, снижающие слух.

Одна из таких мутаций в гене, наз. Tmc1. Единственная ошибка в правописании в этом гене приводит к потере со временем внутренних волосковых клеток внутреннего уха. Эти деликатные покрытые волосками клетки помогают воспринимать звуки: звуковые волны сгибают эти реснички, подобно стебли пшеницы на ветру; волоковые клетки затем превращают физическую информацию в нервные сигналы, которые поступают в головной мозг.

Поскольку одна копия мутантного гена Tmc1 вызывает прогрессирующую потерю слуха у людей и мышей. Liu с колл. предположили, разрушение мутантной копии гена, наз. Beethoven у мышей, может сохранить некоторые остатки слуха.

Так исследователи пришли к технологии редактирования генома, известной как CRISPR-Cas9. Cas9, энзим, который действует как молекулярные ножницы, разрезающие обе нити двойной спирали ДНК, что может в конечном счете делать ген непригодным. Но хитро направляя Cas9 лишь только на мутантную копию Tmc1 -- и не затрагивая нормальную -- поскольку две копии отличаются только по одной букве в ДНК. Ученые использовали РНК гид для наведения Cas9 на мишень, но после того, как энзим начинал разрезать др. ДНК, которая выглядела сходным образом.

Liu's команда использовала технику, которую они описали в 2015. Они упаковали Cas9 и гид РНК в greasy пучок, которые проскальзывает внутри клетки -- а не слоняется поблизости. Это заставляет Cas9 нападать на плохую копию гена и исчезать прочь прежде чем он начнет наносить вред хорошей копии гена, говорит Liu из Broad Institute и Harvard University.

Команда Liu's начала свою работу год назад прежде, чем был открт недавно инструмент геномного редактирования, известный как редактор оснований. Но в принципе, говорит он, способность к точному редактированию редактором оснований также должна непосредственно корректировать скорее, чем разрушать мутации, сцепленные с потерей слуха.

Соавтор Zheng-Yi Chen из Harvard Medical School инъецировал базирующийся на CRISPR инструмент во внутреннее ухо молодых мышей с мутациями потери слуха. Спустя 8 недель волосковые клетки, обработанного уха напоминали таковые у здоровых мышей -- плотно упакованные и с хохолком из волоско-образных пучков. Волосковые клетки не обработанных мышей, напротив, выглядели поврежденными и редкими.

Затем исследователи измеряли функцию внутреннего уха, помещая электроды в голову мышей и отслеживая активность регионов головного мозга, участвующих в восприятии звуков, Исследователям понадобились более сильные звуки, чтобы возбудить активность головного мозга у необработанных мышей по сравнению с обработанным. В среднем после 4-х недель, обработанные уши могли слышать звуки приблизительно на 15 децибелл ниже, чем не обработанные уши. "Это - примерно различие между тихим разговором и мусоропроводом," говорит Liu.

Перед учеными всё ещё длинный путь перед использованием этого подхода к людям. Но если это окажется пригодным, то лечение лучше всего проводить у детей, говорит Liu. Потому что потеря волосковых клеток во внутреннем ухе является прогрессирующей и необратимой. "Как только Вы потеряли свои волосковые клетки, их трудно вернуть."