Naukowcy wykorzystali technikę edycji genów bezpośrednio na gałce ocznej pacjenta cierpiącego na wrodzoną ślepotę. To pierwsza taka próba w historii, w której zastosowano metodę CRISPR-Cas9 wewnątrz ludzkiego ciała.

Ludzka siatkówka: terapia CRISPR została po raz pierwszy przeprowadzona bezpośrednio wewnątrz organizmu osoby – oka. Prof. P. Motta / Dept. of Anatomy / University La Sapienza of Rome / SPL

Próba podjęta przez zespół naukowców z Oregon Health & Science University (OHSU) w Portland jest częścią badania klinicznego BRILLIANCE mającego na celu sprawdzenie zdolności technik edycji genów CRISPR–Cas9 do usunięcia mutacji w genie CEP290 kodującym białko centrosomalne, która powoduje rzadki stan zwany wrodzoną ślepotą Lebera (Leber congenital amaurosis – LCA).

 

Wrodzona ślepota Lebera

Choroba ta ma podłoże genetyczne i obecnie nie ma terapii, która radziłaby sobie ze schorzeniem. Cierpiący na chorobą stopniowo tracą wzrok, gdyż fotoreceptory w ich oczach przestają reagować na światło. Wszystko przez wadliwie działający gen kodujący białko niezbędne w procesie widzenia. Zwykle dzieci urodzone z wrodzoną ślepotą Lebera cierpią na oczopląs i światłowstręt i całkowicie tracą wzrok przed 20. rokiem życia. Jednak w przypadku mutacji genu CEP290 większość osób rodzi się ślepa lub traci wzrok w ciągu pierwszej dekady życia. Choroba dotyka jednej na 80 tys. osób.

Uczeni nie podali szczegółów dotyczących pacjenta, na którym zastosowano technikę edycji genów CRISPR-Cas9. Na wyniki trzeba będzie poczekać ponad miesiąc, być może nieco dłużej. Jeśli próba okaże się skuteczna i bezpieczna, w kolejce czeka już kolejnych 18 osób zgłoszonych do drugiej fazy badań klinicznych.

– Potencjalnie możemy zebrać ludzi, którzy są w zasadzie niewidomi i sprawić, by znów zobaczyli – powiedział Charles Albright związany z firmą Editas Medicine, która we współpracy z irlandzkim koncernem farmaceutycznym Allergan opracowała leczenie. – Uważamy, że może to otworzyć zupełnie nowy rozdział w medycynie, w której będzie można zmieniać swoje DNA – dodał.

CRISPR-Cas9 i prime editing

Wyobraźmy sobie, że informacją genetyczną daje się manipulować tak swobodnie, jak literami, słowami i zdaniami w edytorze tekstów. Można wyszukiwać zbitki liter w tekście, kasować niepotrzebne fragmenty, w dokładnie wyznaczone miejsca wklejać nowe słowa. A w ten sposób dość swobodnie przeprojektować genom, aby wpływać na właściwości organizmów. Takie możliwości otworzyła metoda edycji genów CRISPR-Cas9. Dzięki niej można programować geny z precyzją do pojedynczych nukleotydów – „liter” tworzących informację genetyczną. Pozwala ona w stosunkowo łatwy i tani sposób wycinać, dodawać czy modyfikować poszczególne geny u roślin i zwierząt. Także u człowieka.

Technika edycji genów CRISPR-Cas9 zyskała wielką popularność wśród naukowców w ostatnich latach. Szersza publika usłyszała o niej przy skandalu, który wywoła chiński naukowiec He Jiankui, gdy zmodyfikował DNA dwóch dziewczynek, które przyszyły na świat dwa lata temu. Jednak pomimo swoich wielu walorów, narzędzie to jest ryzykowne. Jego stosowanie może prowadzić do wystąpienia setek niepożądanych mutacji w genomie.

Wady techniki CRISPR-Cas9 doprowadziły do opracowania alternatywnej metody zwanej prime editing. Zwiększa ona szanse na to, że zmiany w edytowanym genomie będą takie, jak zamierzali badacze. Innymi słowy ograniczy liczbę niezamierzonych błędów, których naukowcy nie są w stanie przewidzieć, wynikających ze stosowania techniki CRISPR-Cas9.

 

Pierwsze użycie CRISPR-Cas9 in vivo

Uczeni z Oregon Health & Science University po raz pierwszy zastosowali metodę CRISPR-Cas9 in vivo, czyli do edycji genów bezpośrednio w ludzkim organizmie. Wcześniejsze próby polegały na edycji genów w materiale genetycznym po jego pobraniu z organizmu i wprowadzeniu zmienionego materiału z powrotem.

– Możliwość edytowania genów w ludzkim ciele jest niezwykła – powiedział doktor Mark Pennesi, który z ramienia OHSU kieruje procesem badań klinicznych. – Potencjalnie, oprócz oferowania terapii wcześniej nieuleczalnych formy ślepoty, edycja genów in vivo może również umożliwić leczenie znacznie szerszego zakresu chorób – zaznaczył.

Nie jest to pierwszy przypadek edycji genów bezpośrednio w organizmie. Wcześniej próbowano tego przy pomocy starszej metody edycji genów zwanej nukleazą z motywem palca cynkowego. Uczeni z Sangamo Therapeutics z Brisbane w Kalifornii przetestowali metodę przy próbie leczenia mukopolisacharydozy zwanej też zespołem Huntera. To rzadka, dziedziczna choroba przemiany materii. Jednak działania te nie przyniosły spodziewanych rezultatów.

W badaniu klinicznym BRILLIANCE po raz pierwszy zastosowano metodę CRISPR-Cas9 bezpośrednio w ludzkim ciele. Uczeni skorzystali z niej z zamiarem usunięcia mutacji w genie CEP290, która powstrzymuje organizm przed wytwarzaniem białka potrzebnego do przekształcenia światła w sygnały trafiające do ​​mózgu, co umożliwia widzenie. Mutacja ta powoduje LCA, a dokładnie jeden z wariantów tej choroby – LCA10. Chociaż mutacje w CEP290 wyłączają komórki światłoczułe w siatkówce, komórki te są nadal obecne i żywe u osób z LCA10.

 

Operacja

Konwencjonalne podejście zakładałoby wykorzystanie nieaktywnego wirusa do przeniesienia miliardów kopii zdrowego genu do komórek pacjenta. Ale CEP290 jest zbyt duży i nie zmieści się w wirusie, dlatego trzeba było opracować inną strategię.

W próbie wykonanej przez badaczy z OHSU, cała maszyneria do edycji genów zakodowana w genomie wirusa, została dostarczona w kilku kroplach płynu przez rurkę o szerokości włosa bezpośrednio do oka, a dokładnie tuż pod siatkówkę, w pobliżu komórek fotoreceptorów. Chodziło o możliwość edytowania lub usunięcia mutacji poprzez dwa cięcia na końcach genu bezpośrednio w organizmie. Badacze zakładają, że obcięte końcówki, już bez mutacji, połączą się i gen będzie mógł prawidłowo funkcjonować. Zabieg odbył się podczas godzinnej operacji w znieczuleniu ogólnym.

– Mamy nadzieję, że dzięki temu uda nam się ponownie aktywować światłoczułe komórki. Jest to jedna z niewielu chorób, w której naszym zdaniem można rzeczywiście przywrócić wzrok – zaznaczył Pennesi.

Uczeni sądzą, że wykonana przez nich operacja będzie miała trwały efekt, ale zmiany nie zostaną przekazane potomstwu pacjenta. Uważają, że wzrok zostanie przywrócony już po dokonaniu zmian w od 10 do nieco ponad 30 proc. komórek. Podczas testów techniki na zwierzętach, naukowcom udało się skorygować połowę komórek. Badacze podkreślili, że maszyneria do edycji genów pozostanie w oku i nie ma szans, by przemieściła się i narobiła szkód w innych częściach ciała.

 

 

 

ŹródłoOHSU, nature.com

 

 

0 0 vote
Article Rating