難聴を防ぐCRISPR療法について

人間の感覚喪失の一般的なタイプの1つは難聴です。英国だけでも、約1,100万人（6人に1人）が難聴に苦しんでおり、これらの症例のほぼ半数が遺伝的原因に該当します。

おそらく適切な技術の欠如のために、恒久的な治療法は長い間発見されていません。しかし、ハワードヒューズ医学研究所、ハーバード大学、およびMITの研究者によって行われた新しい研究は、人間の遺伝的進行性難聴を治癒する可能性を秘めています。

彼らは、遺伝性難聴のマウスの聴覚能力を部分的に維持するゲノム編集剤の単一のソリューションを開発しました。これは大成功であり、いつの日か、研究者が人間の特定のタイプの遺伝性難聴を治療するのに役立つ可能性があります。

治療

聴覚に影響を与える遺伝子変異の1つは「Tmc1」と呼ばれています。この遺伝子のわずかなエラーでさえ、時間の経過とともに耳の内有毛細胞の喪失を引き起こす可能性があります（マウスとヒトの両方で）。これらの細胞は、音を検出し、その情報を神経信号に変換して脳に伝達する役割を果たします。

研究チームによると、遺伝子の変異したコピー（マウスでは「ベートーベン」として知られている）を破壊することで、ある程度の聴力を維持できる可能性があります。

チームは、変異を破壊するために、CRISPR-Cas9遺伝子編集タンパク質複合体をサウンドセンシング細胞に直接注入する治療法を開発しました。これは、遺伝性難聴の進行を止めるために行われます。

細胞がCas9を構築するために使用できるDNAエレメントではなく、Cas9タンパク質を局所的に注入することで、治療の安全性が高まり、DNAの特異性が向上しました。

変異したTmc1遺伝子とその通常の対応物は1つのDNA文字だけが異なるため、Cas9はレーザーの精度で変異した遺伝子をターゲットにする必要があります。そうしないと、代わりに遺伝子の機能コピーが無効になるか、害を受けます。

編集の精度を向上させるために、チームはカチオン性脂質を介したタンパク質の送達に取り組みました。通常、科学者はCas9 DNAエンコーディングを細胞に挿入し、それがそれ自体で遺伝子編集兵器を生成できるようにします。

しかし、チームは、Cas9遺伝子編集複合体自体が脂質エンベロープ内に束ねられた細胞に注入された場合、編集がはるかに正確であることを示しました。Cas9はすぐに分解し、ターゲット外のDNA鎖の編集に進む前に、ターゲットを貴重に切断します。さらに、局所的な内耳送達による治療効果は、潜在的なリスクを軽減するのに役立ちます。

ゲノム編集とCRISPR-Cas9とは？

ゲノム（遺伝子）編集は、科学者が生物のDNAを変更できるようにする一連の技術を表しています。これらの技術は、科学者がゲノムの特定の場所で遺伝物質を追加、変更、または削除するのに役立ちます。

ゲノム編集を行うために数多くの方法論が開発されており、そのうちの1つがCRISPR-Cas9です。Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic RepeatsおよびCRISPR関連タンパク質9の略です。他の手法と比較して、より正確で、安価で、高速で、効率的です。

結果

治療しないと、マウスの内耳の音を検出する剛毛が消えます（白いボックス、右）

参照：Nature

今のところ、彼らはこの戦略を進行性難聴のマウスモデルに適用しています。治療されたマウスは、治療されなかったマウスと比較して、かなりの量の聴力を維持した。

具体的には、処理されたマウスは65デシベルの音に反応しましたが、未処理のマウスは4週間後に80デシベルから音に反応しました。

編集された細胞の中で、遺伝子配列決定は、Tmc1変異コピーがほぼ94％の時間で首尾よく破壊されたことを示しました。8週間後、治療を受けたマウスは突然大きな音に反応しましたが、治療を受けていないマウスはそれができませんでした。

今後どうなるか

研究チームは、より大きな動物モデルで治療法を構築してテストすることを計画しています。彼らはまた、方法が安全で効果的であり続けることを確実にするために働いています。この戦略を人間に適用する前に、まだ多くの作業が必要ですが、現時点では、科学者は、この戦略が動物モデルで機能したことを喜んで興奮しています。