Μελέτη δείχνει τεχνική επεξεργασίας γονιδίων για την προστασία των απογόνων από κληρονομικές ασθένειες
Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Φύση έδειξε για πρώτη φορά ότι ένα ανθρώπινο έμβρυο μπορεί να διορθωθεί σε πολύ πρώιμο στάδιο της εμβρυϊκής ανάπτυξης από γονιδιακή επεξεργασία (ονομάζεται επίσης γονιδιακή διόρθωση) τεχνική που ονομάζεται CRISPR. Η μελέτη, μια συνεργασία μεταξύ του Ινστιτούτου Salk, του Πανεπιστημίου Υγείας και Επιστήμης του Όρεγκον στο Πόρτλαντ και του Ινστιτούτου Βασικής Επιστήμης στην Κορέα, δείχνει ότι οι ερευνητές διόρθωσαν την παθογόνο γονιδιακή μετάλλαξη για μια καρδιακή πάθηση στο ανθρώπινο έμβρυο, έτσι ώστε να εξαλειφθεί. νόσος στους σημερινούς απογόνους και στις επόμενες γενιές. Η μελέτη παρέχει σημαντικές πληροφορίες για την πρόληψη χιλιάδων ασθενειών που προκαλούνται από μεμονωμένες/πολλαπλές μεταλλάξεις μόνο σε μία γονίδιο.
Διόρθωση μεμονωμένου γονιδίου που σχετίζεται με νόσο πριν από την έναρξη της ζωής
Μια καρδιακή πάθηση που ονομάζεται Υπερτροφική μυοκαρδιοπάθεια (HCM) είναι η πιο κοινή αιτία αιφνίδιας καρδιακής ανακοπής που οδηγεί σε θάνατο και επηρεάζει περίπου 1 στους 500 ανθρώπους οποιασδήποτε ηλικίας ή φύλου. Το HCM θεωρείται ότι είναι το πιο κοινό κληρονομικό ή γενετική καρδιακή κατάσταση παγκοσμίως. Προκαλείται από μια κυρίαρχη μετάλλαξη σε ένα γονίδιο (MYBPC3), αλλά η παρουσία αυτής της κατάστασης δεν ανιχνεύεται παρά μόνο αργά. Τα άτομα με μεταλλαγμένο αντίγραφο αυτού του γονιδίου έχουν 50 τοις εκατό πιθανότητες να το μεταδώσουν στα δικά τους παιδιά και έτσι η διόρθωση αυτής της μετάλλαξης στα έμβρυα θα αποτρέψει την νόσος όχι μόνο στα προσβεβλημένα παιδιά, αλλά και στους μελλοντικούς απογόνους τους. Χρησιμοποιώντας τεχνικές εξωσωματικής γονιμοποίησης (IVF), οι ερευνητές έγχυσαν τα διορθωμένα γονιδιακά συστατικά σε υγιή ωάρια δότη που γονιμοποιήθηκαν με το σπέρμα του δότη. Η μεθοδολογία τους επιτρέπει τη δική τους στα κύτταρα του δότη Επιδιόρθωση DNA μηχανισμούς για τη διόρθωση της μετάλλαξης κατά τον επόμενο γύρο κυτταρικής διαίρεσης. Η μετάλλαξη ουσιαστικά διορθώνεται χρησιμοποιώντας είτε ένα τεχνητό DNA αλληλουχία ή το μη μεταλλαγμένο αντίγραφο του αρχικού γονιδίου MYBPC3 ως αρχικό πρότυπο.
Οι ερευνητές ανέλυσαν όλα τα κύτταρα σε πρώιμα έμβρυα για να δουν πόσο αποτελεσματικά επιδιορθώθηκε η μετάλλαξη. Η τεχνική του γονίδιο Η επεξεργασία αν και σε πολύ προκαταρκτικό στάδιο έχει βρεθεί ότι είναι ασφαλής, ακριβής και αποτελεσματική. Εν ολίγοις, «δουλεύει». Ήταν έκπληξη για τους ερευνητές να δουν ότι το επεξεργασία γονιδίων went off very well and they did not see any side concerns like induction of detectable off-target mutations and/or genome instability. They developed a robust strategy to ensure consistent repair in all the cells of the embryo. This is a novel strategy which has not been reported so far and this technology successfully repairs the disease-causing single gene mutation by taking advantage of a DNA απόκριση επισκευής που είναι πολύ μοναδική για τα έμβρυα μόνο σε πολύ πρώιμο στάδιο σύλληψης.
Ηθική συζήτηση γύρω από την επεξεργασία γονιδίων
Τέτοιες προόδους στις τεχνολογίες βλαστοκυττάρων και επεξεργασία γονιδίων – αν και ακόμη πολύ σε βρεφική ηλικία – έχουν δώσει ελπίδες σε πιθανώς εκατομμύρια ανθρώπους που κληρονομούν μεταλλάξεις που προκαλούν ασθένειες στα γονίδιά τους, δείχνοντας μια τεχνική για την πρόληψη και τη θεραπεία ορισμένων τέτοιων ασθενειών. Οι δυνατότητες αυτής της μελέτης είναι τεράστιες και εντυπωσιακές. Ωστόσο, αυτό είναι ένα ηθικά συζητήσιμο θέμα και οποιαδήποτε βήματα προς την κατεύθυνση τέτοιων μελετών πρέπει να ληφθούν προσεκτικά, αφού ληφθούν ύψιστη προσοχή σε όλες τις απαραίτητες ηθικές κρίσεις. Άλλα εμπόδια σε αυτόν τον τύπο μελέτης περιλαμβάνουν την απουσία υποστήριξης για έρευνα σε έμβρυα και την απαγόρευση οποιωνδήποτε κλινικών δοκιμών που σχετίζονται με τη γενετική τροποποίηση της βλαστικής σειράς (κύτταρα που γίνονται σπέρμα ή ωάρια). Ένα παράδειγμα που έχουν δηλώσει κατηγορηματικά οι ερευνητές είναι η προσεκτική αποφυγή εισαγωγής ακούσιων μεταλλάξεων στη βλαστική σειρά.
The authors have stated that their study is fully compliant with the recommendations in the 2016 roadmap “Human Επεξεργασία Γονιδιώματος: Science, Ethics, and Governance” by the National Academy of Sciences, USA.
Κάνοντας τεράστιο αντίκτυπο με τις δυνατότητες
Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης δημοσιεύθηκαν στο Φύση demonstrate the great potential of embryonic επεξεργασία γονιδίων. This is the first and largest study in the area of επεξεργασία γονιδίων. Ωστόσο, αυτός ο τομέας έρευνας επιβαρύνεται με ρεαλιστική αξιολόγηση τόσο των οφελών όσο και των κινδύνων μαζί με μια συνεχή αξιολόγηση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας της διαδικασίας σε μια ευρύτερη προοπτική.
Αυτή η έρευνα θα έχει τεράστιο αντίκτυπο στην ανακάλυψη τελικών θεραπειών για χιλιάδες ασθένειες που προκαλούνται από μεταλλάξεις σε μεμονωμένα γονίδια. Σε ένα «πολύ μακρινό μέλλον» τα επεξεργασμένα έμβρυα θα μπορούσαν να μεταμοσχευθούν σε μια μήτρα με στόχο την καθιέρωση εγκυμοσύνης και κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας διαδικασίας, μια κλινική δοκιμή θα μπορούσε στη συνέχεια να παρακολουθήσει τα έμβρυα καθώς εξελίσσονται σε απογόνους. Ακούγεται υπερβολικό αυτή τη στιγμή, αλλά αυτός είναι ο επιδιωκόμενος μακροπρόθεσμος στόχος αυτής της μελέτης. Η εργασία εδάφους έγινε φέρνοντας τους επιστήμονες ένα βήμα πιο κοντά στο snipping inherited γενετικές ασθένειες από ανθρώπινους απογόνους.
***
{Μπορείτε να διαβάσετε την αρχική ερευνητική εργασία κάνοντας κλικ στον σύνδεσμο DOI που δίνεται παρακάτω στη λίστα των αναφερόμενων πηγών}
Πηγές)
Hong M et al. 2017. Διόρθωση παθογόνου γονιδιακής μετάλλαξης σε ανθρώπινα έμβρυα. Φύση. https://doi.org/10.1038/nature23305
