Ориентируясь на государственно-частное партнерство, благодаря которому доступной стала вакцина от полиомиелита, Даудна связалась с Фондом Билла и Мелинды Гейтс и Национальными институтами здоровья, недавно объявившими о заключении партнерства в рамках инициативы “Вылечим серповидноклеточную анемию” и выделении финансирования в объеме 200 миллионов долларов[273]. Основная научная цель инициативы состоит в том, чтобы найти способ редактировать серповидноклеточную мутацию в организме пациента, не производя забор костного мозга. Для этого можно ввести в кровь пациента молекулу, осуществляющую редактирование генома, заранее снабдив ее адресным маркером, который направит ее прямо к клеткам костного мозга. Самое сложное – найти подходящий механизм доставки такой молекулы, например задействовав вирусоподобную частицу, которая не спровоцирует иммунный ответ организма.

Если инициатива обернется успехом, масса людей сможет исцелиться от страшной болезни, а здравоохранение станет более справедливым. От серповидноклеточной анемии в мире в основном страдают африканцы и афроамериканцы. Медицинское обслуживание этих групп населения традиционно оставляет желать лучшего. Хотя генетическая причина серповидноклеточной анемии была установлена раньше, чем причина любого подобного заболевания, новых методов лечения не появлялось. Так, на борьбу с кистозным фиброзом, от которого страдают по большей части белые американцы и европейцы, выделяется в восемь раз больше средств от государства, благотворительных организаций и фондов. Предполагается, что, имея большое будущее, редактирование генома преобразит медицину. Опасность в том, что в результате усилится разрыв между богатыми и бедными в сфере здравоохранения. Цель запущенной Даудной инициативы по обеспечению доступности терапии серповидноклеточной анемии состоит в том, чтобы этого избежать.

Помимо лечения заболеваний крови, таких как серповидноклеточная анемия, CRISPR применяется для борьбы с раком. Пионером в этой области выступает Китай, который на два-три года опережает США в разработке методик лечения и проведении клинических испытаний их эффективности[274].

Первым терапию получил страдающий от рака легких пациент из Чэнду, 14-миллионного города в провинции Сычуань на западе Китая. В октябре 2016 года команда врачей забрала из крови пациента некоторое количество Т-лимфоцитов, или белых кровяных телец, которые помогают организму бороться с болезнями и поддерживать иммунитет. Далее врачи применили систему CRISPR-Cas9, чтобы отключить ген, который производит белок PD-1, останавливающий иммунный ответ клетки. Иногда раковые клетки активируют PD-1, защищая себя от иммунной системы. При использовании CRISPR для редактирования гена Т-лимфоциты пациента начинают с большей эффективностью убивать раковые клетки. За год Китай провел семь клинических испытаний с применением этой техники[275].

“Думаю, это станет поводом к биомедицинской дуэли Китая и США, напоминающей космическую гонку прошлого”, – сказал Карл Джун, авторитетный исследователь рака из Пенсильванского университета, который в то время никак не мог получить от властей одобрение на проведение подобного клинического исследования. В конце концов он и его коллеги запустили исследование и сообщили о предварительных результатах в 2020 году. Их метод, примененный для лечения трех пациентов, страдающих от рака на поздних стадиях, был сложнее китайского. Они выключили ген PD-1 и также внедрили в Т-лимфоциты ген, который брал на прицел опухоли пациентов.

Хотя пациенты не излечились от рака, испытания показали, что техника безопасна. Даудна в соавторстве с одним из своих постдоков опубликовала в журнале Science статью, в которой объяснила результаты, полученные исследователями из Пенсильванского университета. “До сих пор оставалось неизвестным, готов ли организм человека принимать Т-лимфоциты, отредактированные с помощью системы CRISPR-Cas9 и возвращенные на место, – написали они. – Данные говорят о важном прорыве в сфере терапевтического применения редактирования генома”[276].

CRISPR также используется в качестве средства обнаружения, чтобы определять, от какого именно вида рака страдает пациент. Компания Mammoth Biosciences, основанная Даудной и двумя ее студентами, создает на базе CRISPR диагностические инструменты, которые применяются к опухолям, чтобы быстро и легко выявлять ДНК-последовательности, сопряженные с разными видами рака. После этого для каждого пациента можно разрабатывать прецизионную терапию[277].

Третья сфера применения редактирования генома на базе CRISPR, которую разрабатывали в 2020 году, связана с лечением одной из форм врожденной слепоты. В этом случае процедура проводилась in vivo – в организме пациента, – поскольку клетки глаза невозможно забрать и впоследствии возвратить на место, в отличие от клеток крови и костного мозга. Клинические испытания проводились в партнерстве с компанией Editas Medicine, основанной Чжаном и его коллегами.

Цель состояла в том, чтобы вылечить наследственный амавроз Лебера, частую причину детской слепоты. У страдающих этой болезнью пациентов наблюдается мутация гена, критически важного для выживания светочувствительных клеток глаза. В результате возникает дефицит важнейшего белка и свет, попадающий на клетки, не преобразуется в нервные сигналы[278].

Впервые разработанную терапию применили в марте 2020 года, прямо перед закрытием большинства больниц из-за коронавируса, в Институте глазных болезней Кейси в Портленде (штат Орегон). В ходе четырехчасовой процедуры врачи с помощью крошечной трубки толщиной с волос ввели три капли жидкости, содержащей CRISPR-Cas9, в расположенный прямо за сетчаткой глаза пациента слой, где находятся светочувствительные клетки. Для транспортировки CRISPR-Cas9 в нужные клетки использовался модифицированный вирус. Если редактирование пройдет по плану, корректировка будет перманентной, поскольку клетки глаза, в отличие от клеток крови, не делятся, а их число не пополняется[279].

Разрабатываются и более смелые способы применения редактирования генома на базе CRISPR, которые могут сделать нас менее уязвимыми перед лицом пандемий, рака, болезни Альцгеймера и других заболеваний. Например, ген P53 кодирует белок, который подавляет рост раковых опухолей. Он помогает организму реагировать на повреждение ДНК и не позволяет раковым клеткам делиться. Как правило, люди имеют одну копию этого гена[280], поэтому, если с ним что-то случается, у них развивается рак. В организме слонов двадцать экземпляров этого гена, и раком они не болеют почти никогда. В настоящее время ученые ищут способы добавить в геном человека еще один ген P53. Ген APOE4 подобным образом повышает риск разрушительной болезни Альцгеймера. Исследователи ищут способы преобразовывать этот ген в безопасную форму.

Другой ген, PCSK9, кодирует фермент, который запускает образование липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), или “плохого” холестерина. У некоторых людей в этом гене наблюдается мутация, которая приводит к поддержанию такого холестерина на очень низком уровне, что на 88 % снижает риск коронарной болезни сердца. Прежде чем Хэ Цзянькуй решил отредактировать ген рецепторов ВИЧ в созданных им CRISPR-младенцах, он изучал способы применять CRISPR для редактирования зародышевой линии в гене PCSK9 у эмбрионов, чтобы производить “дизайнерских детей”, имеющих гораздо меньший риск сердечных заболеваний[281].

В начале 2020 года шло более двух десятков клинических испытаний различных способов применения CRISPR-Cas9. Среди них – потенциальные методики лечения ангиоэдемы (наследственного заболевания, вызывающего сильные отеки), острого миелоидного лейкоза, чрезвычайно высокого уровня холестерина и мужского облысения[282]. Однако в марте того года большинство исследовательских лабораторий было временно закрыто из-за пандемии коронавируса. Исключение было сделано лишь для тех из них, где ученые искали способы борьбы с вирусом. Многие исследователи CRISPR, и в первую очередь Даудна, переключили внимание на разработку инструментов для выявления и лечения болезни, причем некоторые применили техники, которые освоили при изучении того, как у бактерий появился иммунитет для защиты от новых вирусов.