Metoda edycji genów CRISPR zastosowana u człowieka

Chińscy badacze rozpoczęli pierwszy w historii eksperyment z zastosowaniem technologii CRISPR-Cas9 na człowieku. Pacjentowi choremu na agresywną postać raka płuc podano zmienione komórki odpornościowe. Badacze z Sichuan University mają nadzieję, że dzięki modyfikacji jednego z genów organizm chorego sam upora się z nowotworem.

Za eksperyment odpowiedzialny jest onkolog Lu You. Zespół pod jego kierunkiem, dzięki metodzie CRISPR-Cas9 zmodyfikował komórki odpornościowe wyłączając białko PD-1 pacjenta chorego na niedrobnokomórkowego raka płuc z przerzutami, u którego zawiodły chemioterapia oraz radioterapia. PD-1 jest białkiem, które hamuje mechanizm obronny organizmu stwarzając tym samym dobre warunki do rozwoju nowotworu.

Badaniem objętych jest dziesięć pacjentów. Stan zdrowia chorych osób będzie monitorowany na bieżąco. Ma pozwolić ocenić, czy metoda CRISPR-Cas9 jest skuteczna u człowieka. Jeśli eksperyment zakończy się sukcesem będzie to przełom w leczeniu wielu chorób, z którymi obecnie ludzkość sobie nie radzi.

Co to w ogóle jest ten CRISPR?

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) to system używany przez bakterie do obrony przed wirusami. To taki mechanizm obronny, powtarzająca się sekwencja fragmentów DNA. Zauważona została przez Yoshizumi Ishino pod koniec lat 80. ubiegłego wieku w genomie bakterii Escherichia coli. Mechanizm tez zawiera informacje o DNA wirusów i w połączeniu z enzymem tnącym DNA – endonukleazą Cas9 stanowi system obrony przed wirusami.

Sama metoda nazwana CRISPR-Cas9 działa na zasadzie rozpoznawania obcego DNA dzięki mRNA, które odpowiada za przenoszenie informacji genetycznej. Cała sekwencja CRISPR dzielona jest następnie na krótsze kawałki (crRNA) zawierające fragment DNA wirusa oraz sekwencję CRISPR. Na podstawie tej informacji zawartej w sekwencji CRISPR tworzony jest tracrRNA, który doczepia się do crRNA, które tworzą razem gRNA i które jest swoistym zapisem wirusa, jego sygnaturą, która z kolei jest zapamiętywana przez komórkę i wykorzystywana w walce z wirusem.

W przypadku infekcji gRNA, które jest wzorcem atakującego wirusa łączy się z enzymem Cas9 i tnie napastnika na kawałki całkowicie go unieszkodliwiając. Wycięte kawałki są potem dodawane do sekwencji CRISPR, swoistej bazy danych o zagrożeniach. Całość wyjaśnia poniższa grafika.

Fot. Wikimedia

Podczas dalszego opracowywania techniki okazało się, że gRNA może być tworzony przez człowieka, dzięki czemu możemy ingerować w geny, podstawiać lub wycinać niebezpieczne fragmenty. Metoda ta jest tańsza i bardziej precyzyjna od wcześniej używanych.

 

Źródło: nature.com, sciencealert.com, dzienniknaukowy.pl