211service.com
Niedługo rozpoczną się próby CRISPR na ludziach — ale nadal nie wiemy, jak dobrze działa u małp
Badania na małpach wyglądają zachęcająco, ale pokazują, że wciąż jest wiele do nauczenia się o technologii edycji genów. 11 kwietnia 2018 r.
VCG | Getty
W tym roku ludzie w USA i Europie zaczną leczyć choroby za pomocą narzędzia do edycji genów CRISPR , ale pozostaje ważne pytanie – czy to rzeczywiście zadziała?
Nasi kuzyni naczelni mogą mieć odpowiedź.
Pierwsze użycie CRISPR do edycji ludzkich komórek w naczyniu zostało zgłoszone w 2013 roku. Od tego czasu jest reklamowany jako łatwy sposób na zmianę DNA ludzi, obiecujący wyeliminowanie tego, co jest obecnie śmiertelne lub trwające całe życie, za pomocą jednego leczenia, które utrwala je w genetyce źródło.
Ale ponieważ cięcie DNA na stałe zmieniłoby czyjś genom, naukowcy muszą upewnić się, że CRISPR jest bezpieczny i skuteczny przed zastosowaniem go u ludzi. Myszy nie zawsze są dokładnym sposobem przewidywania, jak ludzie zareagują na nową terapię, więc naukowcy często zwracają się do małp jako złotego standardu w badaniach, które zmierzają do kliniki.
W tej chwili nie ma zbyt wielu opublikowanych danych na temat stosowania CRISPR u małp, ale wczesne wyniki niewielkich badań wskazują na perspektywę wyleczenia niektórych chorób – i wyzwania w innych przypadkach.
Niektóre z trwających eksperymentów CRISPR na małpach dotyczą zaburzeń krwi, takich jak anemia sierpowata i talasemia beta. Naukowcy uważają, że CRISPR może być idealnym rozwiązaniem w przypadku obu chorób, ponieważ każda z nich jest spowodowana mutacjami w pojedynczym genie wytwarzającym hemoglobinę, białko w czerwonych krwinkach, które transportuje tlen w organizmie. Obie choroby można naprawić jednym skrawkiem genetycznym.
Pomysł polega na tym, aby użyć CRISPR do usunięcia pewnej części DNA i włączenia przełącznika, aby wytworzyć płodowy typ hemoglobiny, który zwykle jest wyłączony po urodzeniu. To dałoby pacjentom wystarczającą ilość zdrowej hemoglobiny, aby wymazać wszelkie objawy choroby.
Naukowcy tacy jak Cynthia Dunbar z National Institutes of Health testują to podejście w krwiotwórczych komórkach macierzystych znajdujących się w szpiku kostnym. Komórki te są pobierane z małp, zmieniane za pomocą CRISPR w laboratorium, a następnie wprowadzane z powrotem do szpiku małpy, aby wyhodować i wytworzyć nowe, zdrowe komórki krwi.
Podnoszenie poziomu
Aby leczenie było skuteczne, należy edytować pewien procent komórek. Dunbar mówi, że u małp, które bada, początkowo wszystko wygląda dobrze, ale po trzech do czterech miesięcy tylko około 5 procent komórek ma konieczną edycję. Aby złagodzić niedokrwistość sierpowatą, prawdopodobnie potrzebujesz czegoś zbliżonego do 20 procent, mówi.
Powiązana historia
Powiązana historia Naukowcy stojący za kontrowersyjnym artykułem przyznali, że ich wyniki mogą być błędne.Hans-Peter Kiem z Centrum Badań nad Rakiem im. Freda Hutchinsona również pracuje nad problemem anemii sierpowatej u małp. Jego zespołowi udało się wydobyć określony rodzaj komórek macierzystych z krwi małpy, zmodyfikować komórki za pomocą CRISPR i umieścić je z powrotem u zwierząt. Redakcja wynosiła 40 procent, a efekty trwały ponad sześć miesięcy.
Ponieważ małpy są tak podobne do ludzi, nie sądzę, że przetłumaczenie tej pracy na ludzi nie będzie wielkim wyzwaniem, mówi Kiem. Używamy tej samej technologii, której używalibyśmy u pacjentów.
Jedną z obaw związanych z CRISPR jest możliwość, że dokona on przypadkowych cięć w innych częściach genomu, które nie są celem. Kiem mówi, że nie zaobserwował jeszcze żadnego z tych tak zwanych efektów niezgodnych z celem u małp, ale jego zespół sekwencjonuje genomy małp leczonych CRISPR, aby się upewnić.
Firma biotechnologiczna CRISPR Therapeutics stosuje podobne podejście w badaniu klinicznym dotyczącym talasemii beta, które ma rozpocząć się w tym roku w Europie. Firma twierdzi, że planuje również zwrócić się do organów regulacyjnych o zielone światło dla badania dotyczącego leczenia anemii sierpowatej u ludzi.
Edycja oka
Tymczasem Editas Medicine wykorzystuje małpy do testowania terapii opartej na CRISPR na rodzaj dziedzicznej ślepoty.
Firma z siedzibą w Cambridge w stanie Massachusetts chce skorygować rodzaj wrodzonej ślepoty Lebera, rzadkiej choroby genetycznej, która powoduje poważną utratę wzroku. Niektóre osoby z tym schorzeniem rodzą się niewidome lub zaczynają tracić wzrok, gdy są jeszcze bardzo młode.
Charles Albright, dyrektor ds. naukowych w Editas, mówi, że jego zespół wykorzystał CRISPR do skorygowania mutacji wywołującej chorobę w co najmniej 10 procentach komórek światłoczułych, zwanych fotoreceptorami, w oczach małp. Zabieg wstrzykiwany jest bezpośrednio do oka.
To nie wystarczyłoby, aby przywrócić normalny zmysł wzroku, ale Albright mówi, że pozwoliłoby to pacjentom w miarę dobrze widzieć i być może żyć bardziej niezależnie.
Uważamy, że mamy potencjał, aby przywrócić zdolność fotoreceptorów do wykrywania światła, co jest pierwszym krokiem w konstruowaniu wizji, mówi. W 2015 r. Editas powiedział, że terapia zostanie przetestowana na ludziach do 2017 r., ale musiała opóźnić rozpoczęcie pierwszego badania klinicznego z powodu problemu produkcyjnego. Firma zamierza teraz w tym roku uzyskać zgodę amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków na rozpoczęcie tego badania.
Nokauty
Ale tu jest haczyk: małpy, nad którymi pracowali Dunbar i Kiem, nie miały anemii sierpowatej. Zamiast szukać oznak poprawy objawów, wykorzystali badanie krwi, aby zmierzyć poziom hemoglobiny płodowej w ciałach zwierząt. Podobnie małpy Editas nie mają utraty wzroku – naukowcy pobrali tkankę z siatkówki zwierząt i zsekwencjonowali DNA, aby potwierdzić, że dokonali prawidłowej edycji.
Naukowcy mogliby lepiej zrozumieć, czy terapia CRISPR u małp przełoży się na wyleczenie ludzi, jeśli zwierzęta mają te same mutacje powodujące choroby, co ludzie.
Tutaj również może pomóc edycja genów. Jon Hennebold, naukowiec z Oregon National Primate Research Center, wstrzykuje małpie embriony za pomocą CRISPR, aby hodować zwierzęta z bardziej precyzyjnymi genetycznie odpowiednikami ludzkich chorób.
Celem jest wyłączenie pewnych segmentów DNA w celu odtworzenia mutacji, o których wiadomo, że powodują choroby u ludzi. Zarodki te można następnie wykorzystać do sztucznego zapłodnienia samic małp, co spowoduje urodzenie małp z mutacją genetyczną niemal identyczną jak u ludzi.
Hennebold próbuje stworzyć te modele nokautujące między innymi dla ludzkich chorób, takich jak dziedziczna ślepota i głuchota. Jego laboratorium nie wyhodowało jeszcze takich małp z powodzeniem — naukowcy modyfikują embriony i testują je, aby upewnić się, że dokonały pożądanych mutacji. Następnym krokiem będzie przeniesienie takich embrionów na samice małp w celu wygenerowania żywego potomstwa, które będzie można wykorzystać w późniejszych badaniach.
W tej chwili próbujemy stworzyć magazyn lub bibliotekę embrionów, które są istotne dla różnych chorób, mówi Hennebold.
Jeśli praca wydaje się powolna i żmudna, to dlatego, że tak jest. Hennebold mówi, że naukowcy muszą ostrożnie przejść do badań klinicznych CRISPR na ludziach, ponieważ tak mało pracy wykonano na małpach. Wciąż pozostaje pytanie, czy CRISPR wywoła na przykład reakcje immunologiczne, a skutki wykraczające poza cel są problemem.
Po prostu nie wiemy wystarczająco dużo o tym, co robi poza regionem, który chcemy modyfikować – mówi.