Цивилизация
Домашние кошки — одни из наиболее аллергенных животных. Аллергия на них поражает до 15% детей и взрослых, а симптоматика варьируется от риноконъюнктивита до тяжелой астмы. Около 95% аллергических реакций возникает из-за реакции организма на белок Fel d 1, который у кошек вырабатывают слюнные, сальные, перианальные и слезные железы. Уровни экспрессии этого белка различаются в зависимости от породы, пола и других характеристик животного, но по-настоящему гипоаллергенных кошек пока не существует.
Создать их можно с помощью генной инженерии. Исследователи из американской биотехнологической компании ImBio нашли способ заблокировать выработку белка Fel d 1 с помощью генетического редактирования. Исследование было опубликовано в журнале The CRISPR Journal.
Более ранние попытки снизить выработку Fel d 1 включали разработку специального корма и создание вакцины на основе вирусного вектора. Также ученые пытались вывести отдельные породы генетически модифицированных гипоаллергенных кошек. Авторы работы пошли иным путем, взявшись за разработку метода, который позволит сделать гипоаллергенной любую уже живущую кошку.
«С точки зрения потребителей и пациентов, создание отдельной линии гипоаллергенных кошек — очень затратное дело, — поясняет научный сотрудник ImBio Николь Брэкетт, ведущий автор исследования. — Мы считаем, что с коммерческой и этической точки зрения было бы более целесообразно разработать терапию, которая будет применяться к уже существующим кошкам, а не разводить и продавать кошек, не распространяющих аллергены».
Назначение Fel d 1 в организме кошек до сих пор неясно. Однако анализ генов, кодирующих этот белок у диких и домашних кошек, показал, что работа этих генов на влияет на выживаемость и, возможно, они вообще не играют какой-либо серьезной роли.
Для экспериментов ученые использовали ткани яичек, яичников и матки, полученные при стерилизации 50 домашних кошек. С помощью технологии генетического редактирования CRISPR/Cas9, позволяющей разрезать ДНК в необходимом месте и добавить или удалить какой-либо фрагмент, исследователи удалили из генома кошек гены CH1 и CH2, кодирующие белок Fel d 1. Это позволило остановить выработку белка. Влияния на экспрессию других белков исследователи не заметили.
Неясно, насколько нужно снизить выработку Fel d 1, чтобы кошка не вызывала аллергии, отмечают авторы работы. Более ранние эксперименты с кошачьим кормом, снижающим выработку белка, показали, что уменьшения Fel d 1 в выделениях кошки на 47% достаточно для снижения выраженности симптомов у аллергиков на 30%. Однако такой эффект имеет смысл лишь при прямом взаимодействии с животным — если белок будет накапливаться в домашней пыли, он все равно продолжит вызывать аллергические реакции.
«Умеренное снижение уровня аллергена может иметь незначительное клиническое воздействие, учитывая, что почти все пациенты с аллергией на кошек испытывают симптомы при пороговом уровне 8 мкг Fel d 1 на грамм домашней пыли, в то время как аллерген может накапливаться в домашней пыли на уровне >1000 мкг/г», — пишут исследователи.
Еще один экспериментальный способ борьбы с аллергией на кошек — введение пациентам моноклональных антител против Fel d 1, которые не дадут ему связываться с иммуноглобулинами. В более ранних исследованиях такой способ позволил снизить выраженность симптомов примерно на 60% у половины испытуемых. Блокировка выработки Fel d 1 позволит защитить от аллергии практически всех, надеются ученые.
«Наши данные иллюстрируют практическое применение технологии CRISPR в исследованиях аллергии или ветеринарии и подчеркивают уникальное пересечение эволюционной биологии, геномной инженерии и терапевтических разработок», — заключают авторы работы.
Исследователи рассчитывают, что в дальнейшем им удастся создать препарат, который можно будет вводить кошке, например, инъекционно. Пока же они перешли от испытаний на культурах клеток и тканях к экспериментам на живых кошках. В том числе ученые собираются более подробно изучить, как отсутствие Fel d 1 скажется на самих животных.