Paź 19,2020

CRISPR/Cas9 – lek na wszystko?

Tegoroczna nagroda Nobla w dziedzinie chemii została przyznana Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna za odkrycie metody edytowania ludzkiego genomu, przy użyciu CRISPR/Cas9. Tak jak pojedyńcza literówka w kodzie komputerowym może sprawić że program nie będzie działał, tak mały błąd w DNA – uniwersalnym kodzie życia – może spowodować poważne problemy zdrowotne. Przykładami takich błędów są każdego rodzaju zaburzenia genetyczne jak np. dziedziczna ślepota czy anemia sierpowata, ale także spontaniczne mutacje jak w przypadku nowotworów. Obecnie możemy leczyć tego typu choroby wyłącznie symptomatycznie, ale nie potrafimy wyleczyć ich całkowicie na poziomie DNA. Tutaj może nam pomóc CRISPR (skrót od: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats).

CRISPR/Cas9, złożony z RNA-przewodnika, razem z powiązanym białkiem – Cas9, to bio-narzędzie używane przez organizmy prokariotyczne (bakterie i archeany) do naprawy uszkodzeń w DNA. Ten mechanizm odpornościowy różni się od tego organizmów eukariotycznyc (roślin i zwierząt), który składa się z samego RNAi. RNAi może jedynie zmniejszyć ekspresję zmutowanego genu, podczas gdy CRISPR/Cas9 pozbywa się go w całości. Jak? – RNA-przewodnik znajduje mutację i naprowadza na nią białko Cas9. Cas9 następnie wycina błędny fragment DNA żeby mógł zostać zastąpiony właściwym.

Źródło: File:CRISPR-Cas9-biologist.jpg by J LEVIN W

Co właściwie stoi na przeszkodzie w używaniu CRISPR/Cas9 do leczenia raka i innych chorób o podłożu genetycznym? Choć mogłoby zostać użyte na ludziach, to bio-narzędzie musiałoby zostać specjalnie zaprogramowane żeby nakierować je na specyficzne mutacje w ludzkim DNA, gdyż naturalnie występuje wyłącznie u prokariotów i jest ewolucyjnie zaprogramowane do naprawy jedynie ich DNA. Naukowcy pracują nad tą biotechnologią od kiedy Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna opublikowały w 2012 ich badania nad tym jak CRISPR/Cas9 możnaby używac na ludziach. Dokonano już sporego postępu, i niektóre terapie genetyczne są już w późnych etapach badań klinicznych. Jednakże, nadal nie ma 100% pewności że CRISPR/Cas9 nie naruszy zdrowych fragmentów DNA, powodując dodatkową mutację.

CRISPR/Cas9 jest niezwykle uniwersalnym narzędziem, które możnaby wykorzystać nie tylko do naprawy DNA w celach medycznych, ale również do edytowania genów wbrew naturze. Tutaj pojawiają się problemy etyczne. Czy powinniśmy modyfikować ludzkie, a nawet roślinne DNA? Z pewnością stanowiłoby to zagrożenie dla różnorodności genetycznej naszego ekosystemu. Naturalny proces ewolucji to uczciwa rywalizacja, pozwalająca wszystkim gatunkom jednocześnie przystosowywać się i ulepszać, dając najlepszym zwyciężyć. Z kolei modyfikacja genetyczna byłaby wbrew doborowi naturalnemu, ulepszając wyłącznie niektóre gatunki (rośliny i zwierzęta o wartości komercyjnej), sprawiając że stałyby się inwazyjne dla pozostałych, naturalnych gatunków. Mogłoby to doprowadzić do wyginięcia gatunków nie modyfikowanych genetycznie. Modyfikacja ludzkiego DNA byłaby jeszcze bardziej nieetyczna, ponieważ mogłaby doprowadzić do pogłębienia nierówności społeczno-ekonomicznych. Nie jest za wcześnie by przemyśleć możliwe konsekwencje projektowania kodu genetycznego na życzenie. Z pewnością powinniśmy skupić się na naprawianiu DNA w celu leczenia chorób (obecnie) nieuleczalnych, a nie na bio-hakowaniu. Być może Ty, drogi czytelniku, zostaniesz inżynierem genetycznym, i ulepszysz dokładność terapi CRISPR/Cas9?

 

Max Czaplicki

Bibliografia:

https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/press-release/

https://science.sciencemag.org/content/337/6096/816

https://www.economist.com/science-and-technology/2020/10/07/a-tool-for-editing-genomes-wins-the-nobel-prize-for-chemistry?utm

https://www.livescience.com/58790-crispr-explained.html

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7129066/

http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/CRISPRCas9/

Powiązane artykuły:

https://news.harvard.edu/gazette/story/2019/01/perspectives-on-gene-editing/

https://medium.com/m/global-identity?redirectUrl=https%3A%2F%2Fblog.usejournal.com%2Falmost-everything-you-should-know-about-crispr-how-it-works-top-applications-and-how-to-use-it-61e27b04bea6

https://www.synthego.com/crispr-cancer

Źródło grafiki: https://www.britannica.com/biography/Jennifer-Doudna#/media/1/2033401/204855