A génszerkesztés meghosszabbíthatja a genetikai betegségben szenvedők életét

2021 / 01 / 17 / Perei Dóra
A génszerkesztés meghosszabbíthatja a genetikai betegségben szenvedők életét
Lehet szeretni, lehet utálni, de a CRISPR génmanipulációs eljárás ezúttal is odacsapott az asztalra: segítségével ugyanis sikerült meghosszabbítani  a progéria nevű ritka genetikai betegséget hordozó egerek életét. A progéria legfőbb tünete, hogy az öregedés jelei már a beteg első két életévében kimutathatóak.

Az eljárással nemcsak az egerek élettartamát sikerült elnyújtani, de egészségi állapotuk is számottevő javulást mutatott. Ami váratlanul érte a kutatókat, mivel a progéria a test számos szervére kihat, a mutációt viszont csak a sejtek egy részében, szövettől függően azok tíz-hatvan százalékában javították ki. A hivatalos nevén Hutchinson–Gilford-progéria szindrómaként ismert betegség kialakulásáért egy pontmutáció felelős, ami valószínűleg a szülők ivarsejtjeit létrehozó őssejtekben alakul ki. A változás a lamin A nevű fehérjét kódoló gént érinti, amelynek egy, esetenként két reprodukciójában egyetlen nukleotid alakul át. Ennek hatására a génről abnormális, progerin fehérje képződik, amely károsan befolyásolja a sejtosztódást, emiatt az öregedés tünetei már egy-két éves korban megmutatkozhatnak. (A progériás gyerekek átlagosan tizennégy évig élnek.)

Amerikában génmanipulált sertésekkel gyógyítanák a húsallergiát Az igazán nagy dolog mégsem ez, hanem, hogy az amerikai Élelmiszer- és Gyógyszerfelügyelet (FDA) először engedélyezte génmódosított állatok tenyésztést - egyszerre - étkezési, illetve gyógyászati célból. Ez hatalmas előrelépés úgy a tudomány, mint a jövő új gyógymódjainak megtalálása felé.

Hagyományos génterápiáknál az orvosok a sejtekbe juttatják az egészséges gént, ami viszont nem segít, mivel a problémát nem az egészséges gén hiánya okozza. A betegek rendelkeznek az egészséges génváltozattal is, és termelnek lamin A-t. A tünetetek a progerin felhalmozódása miatt jelentkeznek, ami viszont csak a hibás gének kijavításával vagy kiiktatásával megelőzhető. David Liu, a Harvard kutatója pontosan ezt tette: génszerkesztéssel megcélozta a gyanús DNS szakaszokat. A CRISPR-Cas9 génszerkesztési eljárást egyszerűbb formájában arra használják, hogy belevágnak a problémás génekbe, és ezáltal működésképtelenné teszik. A progéria esetén viszont a dolog komplikáltabb, mivel az

abnormális és az egészséges génvariáns csak egy bázisban tér el egymástól, így szerencsétlen esetben a CRISPR/Cas9 az egészséges génváltozatot is működésképtelenné teheti.

A kutatócsoport ezért a bonyolultabb szerkesztés mellett döntött, és megpróbálták lecserélni a hibás szakaszt. A módszert először progériások bőréből vett sejteken próbálták ki, majd olyan egereken is tesztelték, amelyek a progéria emberi változatát hordozták. A módszert kéthetes egereken alkalmazták, és egyetlen kezeléssel kétszáztizenötről ötszáztíz napra növelték az állatok átlagos élettartamát. A kezelt egerek ráadásul sokkal egészségesebbnek és aktívabbnak tűntek beteg társaiknál. Mivel a rágcsálók emberi gént hordoztak, a kutatók azt remélik, hogy a módszer emberekben is működhet. Az amerikai FDA tavaly novemberben engedélyezte az első progéria elleni gyógyszert, ami átlagosan két és fél évvel növeli a betegek várható élettartamát. Ehhez képest a génszerkesztéssel az egerek esetében több mint kétszeres élettartamot sikerült megvalósítani.

Ha tehát embereken is beválik a módszer, az felülmúlja a gyógyszeres kezelés hatásosságát.

A kutatók ráadásul a gyógyszeres kezelés és a génszerkesztés kombinálásával is kísérleteznének, hátha így még jobb eredmények születnek. Ez pedig más olyan betegségeknél is reményt adhat, amelyeket egyetlen pontmutáció okoz. Liu elmondása szerint ezekből elég sok van, a betegségeket okozó mutációk felénél ugyanis egyetlen szakasz hibája okozza a problémákat.

A génszerkesztés túl kiszámíthatatlan a genetikai betegségek gyógyításához?

Francis Bacon, a kísérleti természettudomány egyik feltalálója úgy vélte, hogy a természet titkainak megfejtése nagyban hasonlít a boszorkányüldözéshez: kínpadra kell feszíteni, hogy beszédre bírjuk. A tizenhetedik században kialakuló nyugati orvoslás óta szerencsére ez az elv sokat változott, hiszen a kutatók manapság etikai érvekkel próbálják alátámasztani kísérleteiket. Három, a Nature szaklapban publikált vizsgálat neves genetikus szerzői szerint ám mivel

a technológia beláthatatlan eredményekre vezethet, így örökletes betegségek gyógyítása céljából a génszerkesztés etikátlannak minősül.

Kathy Niakan és csapata, a londoni biomedikai kutatóközpont, a Francis Crick Intézet szakemberei CRISPR–Cas9 technológiával létrehoztak egy mutációt a POU5F1 nevű, embrionális fejlődéshez szükséges génben. A beavatkozásnál azonban a sejtek huszonkét százalékánál a megváltoztatni kívánt (rövid) DNS-szakasz környékén jelentős genetikai anyag elvesztését és további méretes DNS-szakaszok hibás beilleszkedését eredményezte. Bár a beavatkozás több negatív kritikát kapott, számos kutató szerint annak van létjogosultsága, mivel a vizsgálat alapvető célja az volt, hogy jobban megértsük az ember embrionális fejlődését, és megleljük annak magyarázatát, miszerint a koncepcióknak csupán minimális százalékából lesz terhesség természetes esetben is. Mások úgy vélik, az emberi embrió a kezdeti időszakban túlságosan sérülékeny ahhoz, hogy génszerkesztésen kívül más módszerrel is vizsgálhassák.

Egy gén vizsgálata nem elég

A második vizsgálatban a New York-i Columbia Egyetem őssejtbiológusai Dieter Egli vezetésével egy mutációt hordozó spermiummal hoztak létre embriót, ezúttal pedig az EYS génben volt vakságot okozó hiba. A CRISPR–Cas9-es hibajavítási próbálkozással az esetek ötven százalékában a módosított kromoszóma nagy része eltűnt, de előfordult, hogy az egész. Tanulmányukban a kutatók felhívják a figyelmet: jelenleg arra sem vagyunk képesek, hogy pontosan megkülönböztessük a sikeresen szerkesztett embriókat a sérültektől.

Rettenetesen balul sült el a humán embrión végzett génmódosító kísérlet A már sokszor használt CRISPR technológiával szeretett volna egy londoni labor génmódosítást végezni emberi magzatokon. A kísérlet olyan rosszul végződött, hogy teljesen megkérdőjeleződik az embriók génszerkesztésének a jövője.

A génszerkesztés eredménye továbbá azon is múlik, hogy mikor végezzük a beavatkozást, vagyis a megtermékenyítéssel egyszerre vagy csak később; utóbbinál nagyobb a mozaicizmus esélye, amikor eltérő genetikai anyagot tartalmazó sejtekből álló embrió alakul ki. Erre jó példa a zebrahalembriókon végzett kísérlet, a zebrahalak ugyanis rendkívül gyorsan osztódnak: hiába injektálják a kutatók a spermiummal egyszerre a génszerkesztő eszközt a petesejtbe, mire a folyamat végére érnek, a zebrahalembrió már kétsejtes állapotba kerül. Az emberi embriók sokkal lassabban osztódnak, így esetükben van idő a DNS-kettőslánc elhasítására és a javításra még az első osztódás előtt. A génszerkesztés viszont minden terület és gén esetén másképp működik, egyelőre pedig mindössze pár génnel kapcsolatban van valamennyi tudásunk.

Arról nem beszélve, hogy a tanulmányok mindegyike egyetlen gén módosításának hatását vizsgálta az ember körülbelül huszonháromezer génjéből.

A harmadik tanulmányban az Oregoni Egyetem reproduktív biológusai Shoukhrat Mitalipov vezetésével szívizomdisztrófia-mutációt hordozó spermiummal megtermékenyített petesejtet kezeltek CRISPR–Cas9-cel, és ők is több szándékolatlan hibát azonosítottak a szerkesztett embriókban, ugyanakkor a negyven százalékban előforduló pontos szerkesztést egy olyan, a génkonverzió mechanizmusával magyarázzák, amikor is a hibajavítás nem a bejuttatott szintetikus templátról, hanem a petesejt kromoszómájának egészséges génjéről történik. A génkonverzióhoz azonban az kellene, hogy az apai és az anyai kromoszóma fizikailag megfelelő távolságra legyen egymástól, a megtermékenyített humán petesejtben viszont ez sokáig nincs így, ezért bírálták sokan a szerzők korábbi cikkét is. Ami bizonyos, hogy ez a három humán csíravonal-szerkesztési tanulmány megerősíti, hogy egyelőre olyan keveset tudunk, hogy mindenképpen várni kell a technológia gyógyászati felhasználásával, és inkább az alapkutatásokra kellene nagyobb hangsúlyt fektetni.

Tilosban járni a tudományban sem oké

Az első kísérletet vezető Kathy Niakan korábban Rebeka A. Lee-vel közösen mutatta be a Nature Cell Biology szaklapban a humán csíravonal-szerkesztés tudományterület jelenlegi állását, valamint összegyűjtötték mindazon előfeltételeket, melyeknek érvényesülniük kell ahhoz, hogy a jövőben etikusan lehessen terápiás célú embriószerkesztést folytatni. A bebörtönzött kínai kutató által létrehozott, szerkesztett, majd anyaméhbe ültetett embriók esetén egyik feltétel sem teljesült. Csienkuj He egy a HIV-vírus terjedéséhez fontos receptor génjét (CCR5) vágta fel az embriókban CRISPR–Cas9-cel, hogy védelmet biztosítson számukra az apai HIV-fertőzéssel szemben. A HIV-fertőzés kezelésére azonban sokkal biztonságosabb (és hatékonyabb) módszer is létezik, a létrehozott mutáció pedig valószínűleg káros. Ráadásul nem végeztek a biztonságosságot bizonyító preklinikai vizsgálatot, nem volt sem peer review, sem hatósági engedélyezés, plusz a kínai kutató nem rendelkezett olyan eszközökkel, amelyekkel a módosított embrió sejtjeinek DNS-ét ellenőrizni tudta volna. Ahogy az érintett szülőket sem tájékoztatta elég alaposan, és titkos keretek között végezte a génszerkesztést – olvasható Niakan cikkében, amivel egyúttal arra is emlékeztet, hogy bár a tudomány már nem hasonlít a boszorkányüldözéshez, saját alapelveinek betartásában még van hová fejlődnie.

További cikkek a Rakétán:

Az USA hírszerzési igazgatója szerint Kína génmódosított szuperkatonákat fejleszt Az amerikaiak szerint Kína CRISPR-technológia segítségével faragna szuperhőst a hadsereg katonáiból.

Már 'készülnek' a génmódosított, a klímaváltozásnak ellenálló tehenek Ausztrál zoológusok nemrégiben egyedülálló megközelítést alkalmaztak a probléma megoldására: génmódosítással próbálták megváltoztatni a tehénszőr színét, és ellenállóvá tenni az emlősöket a klímaváltozással szemben.

A génszerkesztés visszafordíthatatlanul tovább mélyítheti a társadalmi szakadékot Múlt héten Emmanuelle Charpentier és Jennifer A. Doudna megkapta a kémiai Nobelt a CRISPR génszerkesztési eljárás feltalálásáért, ennek kapcsán pedig felmerül a kérdés: vajon milyen jövővel kecsegtet annak széles körű alkalmazása?

(Forrás: ScienceDirect, Fotó: Getty Images Hungary, Pixabay)


Így lettek a szexuális játékszerekből digitális kütyük
Így lettek a szexuális játékszerekből digitális kütyük
Lassan már senkit sem lep meg, hogy egy intim segédeszköznek legalább olyan jól kell tudnia csatlakoznia a wifihez vagy egy telefonhoz, mint a viselőjéhez, használójához.
Az óceánok mélyén mérgező tengeri nyuszik élnek
Az óceánok mélyén mérgező tengeri nyuszik élnek
A Jorunna Parva valójában egy tengeri csiga fajta, melynek kémiai vegyületeket detektáló antennái nyuszifülekre hasonlítanak. Az apró, két centiméteres élőlények étrendjüknek köszönhetően rendkívül mérgezőek és mindössze néhány hónapig élnek.
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.