Netrukus prasidės CRISPR bandymai su žmonėmis, bet mes vis dar nežinome, kaip gerai tai veikia beždžionėms

Beždžionių tyrimai atrodo džiuginantys, bet rodo, kad dar reikia daug sužinoti apie genų redagavimo technologiją. Autorius

• Emilė Mullin archyvo puslapis

2018 m. balandžio 11 d

VCG | Getty

Kažkada šiais metais žmonės JAV ir Europoje pradės gydytis nuo ligų naudodami genų redagavimo įrankį CRISPR , tačiau išlieka didelis klausimas – ar tai tikrai veiks?

Mūsų pusbroliai primatai gali turėti atsakymą.

2013 m. buvo pranešta apie pirmąjį CRISPR panaudojimą žmogaus ląstelėms redaguoti lėkštelėje. Nuo to laiko jis buvo reklamuojamas kaip paprastas būdas pakeisti žmonių DNR, žadant, kad šiuo metu mirtinos arba visą gyvenimą trunkančios ligos bus pašalintos vienu gydymu, kuris jas ištaisys nuo genetinių priežasčių. šaknis.

Tačiau kadangi DNR pjovimas visam laikui pakeistų kažkieno genomą, mokslininkai turi įsitikinti, kad CRISPR yra saugus ir veiksmingas, prieš naudodami jį žmonėms. Pelės ne visada yra tikslus būdas nuspėti, kaip žmonės reaguos į naują terapiją, todėl mokslininkai dažnai kreipiasi į beždžiones kaip į klinikos tyrimų auksinį standartą.

Šiuo metu nėra daug paskelbtų duomenų apie CRISPR naudojimą beždžionėms, tačiau ankstyvieji nedidelių tyrimų rezultatai rodo, kad kai kurias ligas galima išgydyti, o kitais atvejais – iššūkius.

Kai kurie vykstantys CRISPR eksperimentai su beždžionėmis yra susiję su kraujo sutrikimais, tokiais kaip pjautuvo pavidalo ląstelių liga ir beta talasemija. Mokslininkai mano, kad CRISPR gali būti idealus abiem ligoms gydyti, nes kiekvieną iš jų sukelia mutacijos viename geno, gaminančio hemoglobiną – raudonųjų kraujo kūnelių baltymą, pernešantį deguonį visame kūne. Abi ligos gali būti ištaisytos vienu genetiniu kirpimu.

Idėja yra naudoti CRISPR, kad būtų pašalinta tam tikra DNR dalis ir įjungiamas jungiklis, kad būtų sukurtas vaisiaus hemoglobino tipas, kuris paprastai išsijungia po gimimo. Tai suteiks pacientams pakankamai sveiko hemoglobino, kad pašalintų bet kokius ligos simptomus.

Tyrėjai, tokie kaip Cynthia Dunbar iš Nacionalinio sveikatos instituto, išbando šį metodą su kaulų čiulpuose esančiomis kraujo formuojančiomis kamieninėmis ląstelėmis. Šios ląstelės išgaunamos iš beždžionių, laboratorijoje pakeičiamos naudojant CRISPR, o vėliau suleidžiamos atgal į beždžionių čiulpus, kad augtų ir susidarytų naujos sveikos kraujo ląstelės.

Lygio kėlimas

Kad gydymas būtų veiksmingas, reikia redaguoti tam tikrą ląstelių procentą. Dunbaras sako, kad beždžionės, kurias ji tyrinėja, iš pradžių atrodo gerai, bet po trijų ar keturių mėnesių tik apie 5 procentai ląstelių turi reikiamus pakeitimus. Ji sako, kad norint palengvinti pjautuvinių ląstelių skaičių, jums tikriausiai prireiktų maždaug 20 procentų.

Susijusi istorija

Susijusi istorija Prieštaringai vertinamo dokumento tyrinėtojai pripažino, kad jų rezultatai gali būti klaidingi.

Hansas-Peteris Kiemas iš Fredo Hutchinsono vėžio tyrimų centro taip pat sprendžia beždžionių pjautuvinių ląstelių problemą. Jo komanda sugebėjo iš beždžionių kraujo išskirti tam tikros rūšies kamienines ląsteles, modifikuoti ląsteles su CRISPR ir grąžinti jas į gyvūnus. Redagavimo dažnis buvo 40 procentų, o poveikis tęsėsi daugiau nei šešis mėnesius.

Kadangi beždžionės yra labai panašios į žmones, nemanau, kad bus didžiulis iššūkis išversti šį darbą žmonėms, sako Kiemas. Mes naudojame tą pačią technologiją, kaip ir pacientams.

Vienas susirūpinimas dėl CRISPR buvo galimybė, kad jis netyčia nukirs kitas genomo dalis, kurios nėra nukreiptos. Kiemas sako, kad dar nematė nė vieno iš šių vadinamųjų pašalinių poveikių beždžionėms, tačiau jo komanda nustato CRISPR gydytų beždžionių genomų seką, kad įsitikintų.

Biotechnologijų įmonė CRISPR Therapeutics taiko panašų metodą klinikiniame beta talasemijos tyrime, kuris šiais metais turėtų prasidėti Europoje. Bendrovė teigia, kad ji taip pat planuoja paprašyti reguliavimo institucijų pradėti tyrimą dėl žmonių pjautuvinių ląstelių ligos gydymo.

Akių redagavimas

Tuo tarpu Editas Medicine naudoja beždžiones, kad išbandytų savo CRISPR pagrįstą terapiją dėl paveldimo aklumo.

Kompanija, įsikūrusi Kembridže, Masačusetso valstijoje, nori ištaisyti Leberio įgimtą amaurozę – retą genetinį sutrikimą, sukeliantį sunkų regėjimo praradimą. Kai kurie juo sergantys žmonės gimsta akli arba praranda regėjimą dar būdami labai maži.

Charlesas Albrightas, „Editos“ vyriausiasis mokslo darbuotojas, teigia, kad jo komanda panaudojo CRISPR, kad ištaisytų ligą sukeliančią mutaciją mažiausiai 10 procentų beždžionių akių šviesą jautriųjų ląstelių, vadinamų fotoreceptoriais. Gydymas švirkščiamas tiesiai į akį.

To nepakaktų normaliam regėjimo pojūčiui atkurti, tačiau Albrightas teigia, kad tai leistų pacientams pakankamai gerai matyti ir galbūt gyventi savarankiškiau.

Manome, kad galime atkurti fotoreceptorių gebėjimą aptikti šviesą, o tai yra pirmasis žingsnis kuriant regėjimą, sako jis. 2015 m. Editas teigė, kad gydymas žmonėms bus išbandytas iki 2017 m., tačiau dėl gamybos problemos turėjo atidėti pirmojo klinikinio tyrimo pradžią. Šiais metais bendrovė ketina prašyti JAV maisto ir vaistų administracijos patvirtinimo, kad galėtų pradėti šį tyrimą.

Nokautai

Bet čia yra laimikis: beždžionės Dunbaras ir Kiemas neturėjo pjautuvo elementų. Užuot ieškoję simptomų pagerėjimo požymių, jie naudojo kraujo tyrimą, kad išmatuotų vaisiaus hemoglobino kiekį gyvūnų organizme. Panašiai beždžionės Editas nepraranda regėjimo – mokslininkai paėmė audinį iš gyvūnų tinklainės ir nustatė DNR seką, kad patvirtintų, jog jie atliko teisingą redagavimą.

Tyrėjai galėtų geriau suprasti, ar CRISPR terapija beždžionėms išgydys žmones, jei gyvūnai turės tokias pačias ligas sukeliančias mutacijas kaip ir žmonės.

Čia taip pat gali padėti genų redagavimas. Oregono nacionalinio primatų tyrimų centro mokslininkas Jonas Henneboldas beždžionių embrionams suleidžia CRISPR, kad veistų gyvūnus, turinčius genetiškai tikslesnius žmogaus ligų atitikmenis.

Tikslas yra išjungti tam tikrus DNR segmentus, kad būtų iš naujo sukurtos mutacijos, kurios, kaip žinoma, sukelia žmonių ligas. Tada šie embrionai gali būti naudojami dirbtiniam beždžionių patelėms apvaisinti, o tai pagimdys beždžiones, turinčias beveik identiškas žmogaus genetines mutacijas.

Henneboldas bando sukurti šiuos žmonių ligų, tokių kaip paveldimas aklumas ir kurtumas, modelius, be kitų sutrikimų. Jo laboratorijoje tokių beždžionių dar nepavyko išauginti – mokslininkai modifikuoja embrionus ir juos išbando, kad įsitikintų, jog jie padarė norimas mutacijas. Kitas žingsnis bus tokių embrionų perkėlimas į beždžionių pateles, kad būtų sukurti gyvi palikuonys, kuriuos būtų galima panaudoti vėlesniems tyrimams.

Šiuo metu mes stengiamės sukurti embrionų, susijusių su įvairiomis ligomis, sandėlį ar biblioteką, sako Henneboldas.

Jei darbas atrodo lėtas ir kruopštus, taip yra todėl. Henneboldas teigia, kad mokslininkai turi atsargiai pereiti prie klinikinių CRISPR tyrimų su žmonėmis, nes buvo atlikta tiek mažai darbo su beždžionėmis. Vis dar kyla klausimas, ar, pavyzdžiui, CRISPR sukels imunines reakcijas, o netikslinis poveikis kelia susirūpinimą.

Mes tiesiog nepakankamai žinome, ką ji veikia už regiono, kurį norime pakeisti, ribų, sako jis.

paslėpti