Несмотря на возрастающий интерес к возможностям редактирования генома в последнее время, первые технологии для этого появились еще в середине 20-го века. До этого для изменения генома пользовались отбором и накоплением особенностей у особей — селекцией. Такой подход использует в качестве источника изменений естественно возникающие ошибки в геноме и позволяет выбрать и закрепить те, которые приводят к нужным характеристикам особей. Переломным моментом стала возможность увеличить скорость этих изменений, чтобы отбирать среди большего разнообразия возникших мутаций: в первой половине 20-го века было показано, что радиация и некоторые химические вещества могут приводить к появлению мутаций [PMID: 17769478, 17802387]. Исследование естественных процессов жизни клетки открыло, что можно не просто отбирать полезное среди хаотичных мутаций, но и вставлять в геном совершенно чужеродные кусочки ДНК. Далее эти идеи развивались инструментально по пути как можно более точного воздействия на геном (один нуклеотид в одном конкретном месте) и как можно более эффективного внесения изменения (сразу во все нужные клетки).
В разговоре о редактировании генетической информации важно понимать, что само по себе изменение ДНК происходит на разных этапах жизни и отдельной клетки, и всего организма и заложено как часть естественных возможностей и даже потребностей живой особи. На молекулярном уровне исследовано множество механизмов и инструментов, которые работают в ходе естественных рутинных процессов в клетке. В случае искусственного вмешательства эти инструменты просто используются в нужном человеку направлении. 
В этой теме также есть особенности терминологии. «Генно-модифицированные продукты» до сих являются устрашающим монстром в широких кругах. Действительно, ранние технологии внесения изменений в геном могли приводить к неожиданным, в том числе нежелательным, последствиям. Однако современные инструменты не имеют таких значительных недостатков, а их безопасность может быть проверена с гораздо более высокой точностью. Поэтому сейчас используют определение «генноредактированные » для устранения негативной коннотации.
Терапевтическое вмешательство в геном можно делать на разных уровнях. Для лечения сформированного организма можно доставить инструменты внутрь через кровь в надежде, что они попадут в клетки нужной ткани в достаточном количестве. В таком подходе возникает как риск нецелевого воздействия, так и низкой эффективности лечения. Другой путь – получить стволовые клетки самого пациента, вне организма в них нужный ген и вернуть их в организм, чтобы эти клетки взяли на себя функцию тех, в которых ген не работает как следует. Такой метод подходит далеко не для всех тканей и заболеваний, однако для серповидноклеточной анемии, например, на его основе разработано лекарство, терапия которым одобрена FDA в 2023 году [1].
Другой уровень редактирования генома — не допустить рождения организма с заболеванием и производить исправление на самых ранних стадиях развития. Преимущества такой технологии заключаются в том, что работать приходится с очень небольшим количеством недифференцированных клеток, поэтому эффективность редактирования будет высокой. Однако есть и обратная сторона — из этих клеток разовьются все системы будущего организма, поэтому любой побочный эффект скажется сразу на всех системах и с высокой вероятностью приведет к гибели зародыша. Это требует инструментов редактирования высокой точности, которые были разработаны буквально за последние 10 лет. В сельском хозяйстве они активно используются для получения генноредактированных эмбрионов различных домашних животных уже сейчас [2].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-approves-first-gene-therapies-treat-patients-sickle-cell-disease
- Fischer K, Schnieke A. How genome editing changed the world of large animal research. Front Genome Ed. 2023 Oct 11;5:1272687. doi: 10.3389/fgeed.2023.1272687. PMID: 37886655; PMCID: PMC10598601.
