15/05/2026
Ми активно готуємось до BioGENext Conference 2026 і щасливі поділитися важливою новиною! До нашої наукової спільноти долучиться Dr. Ben Kleinstiver (Massachusetts General Hospital & Harvard Medical School). Він представить доповідь про використання рекомбіназ для інтеграції великих послідовностей ДНК.
Тому пропонуємо детальніше розглянути останнє дослідження Kleinstiver Lab, опубліковане в березні 2026 року в журналі Nature, яке вирішує одну з найбільших технічних проблем генної терапії (Tou, C.J., Xie, K., Ferreira da Silva, J. et al. Immune evasive DNA donors and recombinases license kilobase-scale writing. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10241-z )
Одним із ключових напрямів сучасної генної терапії є точкова заміна або корекція патологічних ділянок геному з метою лікування спадкових захворювань. Такої точної інтеграції нової ДНК у хромосому можна досягти за допомогою великих серинових рекомбіназ (large serine recombinases, LSR). Наприклад, BxbI здатна вставляти ДНК-конструкції розміром у кілька кілобаз у хромосомні цільові сайти.
Тривалий час стандартним форматом донорної ДНК залишалася дволанцюгова ДНК (dsDNA). Проте саме така форма ДНК найчастіше активує вроджену імунну відповідь через молекулярні «детектори» cGAS і AIM2. Ці білки розпізнають чужорідну dsDNA у цитоплазмі клітини, запускають сигнальні каскади, що призводить до запалення, загибелі клітин і різкого обмеження безпечної дози лікування. Як наслідок, in vivo застосування залишалося практично неможливим.
Щоб подолати ці обмеження, Kleinstiver Lab розробила платформу INSTALL (integration through nucleus-synthesized template addition of large lengths). Її основою стала кільцева одноланцюгова ДНК (cssDNA). На відміну від dsDNA, така структура практично не розпізнається клітинними імунними сенсорами, адже спорідненість cGAS до одноланцюгової ДНК більш ніж у десять разів нижча, ніж до дволанцюгової. Це підтвердили прямими вимірами: ін'єкція cssDNA в мишей спричинила лише мінімальне підвищення рівня запального цитокіну IL-6, тоді як еквівалентна доза dsDNA підвищила його у ~41 раз.
І саме тут починається найцікавіша інженерна частина роботи. Рекомбінази зазвичай потребують дволанцюгових сайтів att (attachment sites), що є специфічними послідовностями ДНК, які фермент розпізнає і з якими зв'язується.
Дослідники вирішили цю суперечність, розробивши два підходи:
INSTALL-1: cssDNA потрапляє до ядра клітини, де ендогенні праймаза PRIM1/PRIMPOL і ДНК-полімерази δ та ε добудовують другий ланцюг, перетворюючи молекулу на dsDNA вже безпосередньо в ядрі, далеко від імунних сенсорів. Потім рекомбіназа вбудовує цей новосинтезований дволанцюговий фрагмент у геном.
INSTALL-2: до cssDNA попередньо приєднують коротку синтетичну молекулу (partial-duplex integration polynucleotide, PIP). Вона формує лише невелику дволанцюгову ділянку, якої достатньо для того, щоб рекомбіназа впізнала свій сайт att і почала роботу, але занадто коротку, щоб активувати імунний захист. В результаті молекула (oligo-annealed cssDNA (oDNA)) поєднує імунну «невидимість» cssDNA з перевагами dsDNA.
Ефективність та безпечність INSTALL дослідники перевірили на первинних T-клітинах людини, індукованих плюрипотентних стовбурових клітинах (iPSC), а також у мишачих in vivo моделях. У всіх системах платформа продемонструвала ефективну інтеграцію великих генетичних конструкцій.
INSTALL відкриває шлях до так званої «мутаційно-незалежної» (mutation-agnostic) геномної терапії. Цей підхід дозволяє замінити весь ген цілком, незалежно від того, де саме в ньому розташована мутація. Це робить терапію більш універсальною для пацієнтів із різними типами мутацій в одному й тому самому гені.
Підсумовуючи, невірусна платформа доставки INSTALL долає фундаментальні проблеми підходів до редагування геному, зменшуючи імунотоксичність, водночас дозволяючи здійснювати великомасштабні вставки ДНК значно ефективнішим способом.
Щиро радимо не пропустити можливість обговорити ці результати особисто з Dr. Ben Kleinstiver на BioGENext Conference 2026. Реєстрація триває! https://biogenext.org/
