CRISPR - metoda edycji genów nie taka doskonała. "Zabawa w Boga" obarczona ryzykiem

Ostatnie lata przyniosły nam odkrycie prawdziwej gwiazdy pośród eksperymentów z genami w roli głównej. Mowa o CRISPR/Cas-9, której działanie częściowo znajduje się właśnie w jej nazwie. Dzięki wykorzystaniu enzymu Cas9, badacze mogą "wycinać" pewne partie DNA i wprowadzać w miejscu operacji zmiany.

- Metoda CRISPR/Cas-9 opiera się na wprowadzaniu w ściśle określonych miejscach DNA dwuniciowych pęknięć. Naprawa tych pęknięć zachodzi przede wszystkim poprzez łączenie końców pękniętych nici, bez dokładnego sprawdzania sekwencji DNA. W efekcie w DNA wprowadzane są liczne zmiany, które unieczynniają geny. Na tym polega zasada działania systemu CRISPR/Cas-9 – tłumaczy w komentarzu dla WP Tech dr Zuzanna Bukowy-Bieryłło z Instytutu Genetyki Człowieka PAN.

Opisane wyżej możliwości sprawiają, że wiele ośrodków naukowych patrzy na CRISPR jako metodę, która może zapewnić przełom w medycynie. Budzi jednak pewne obiekcje natury etycznej, co zresztą przekłada się na regulacje prawne.

W USA nie prowadzi się badań ludzkich embrionów z publicznych pieniędzy. Natomiast w Europie żaden ośrodek naukowy nie wykonuje takich eksperymentów. Z kolei naukowcy z Chin niespecjalnie przejmują się etycznymi standardami Zachodu. Wiadomo już, że w Państwie Środka zaczęto prowadzić badania z tego zakresu - CRISPR przetestowano na 86 mieszkańcach Chin, jak tłumaczy dalej ekspertka.

Jednak ostatnie badania nad samą metodą rzucają cień wątpliwości na jej przyszłość i rozwój. W opublikowanym w czasopiśmie "Nature" artykule opisano bowiem, że komórki wyedytowane przez CRISPR mogą mieć braki w mechanizmach obronnych, które zapobiegają powstawaniu w nich nowotworów. Mowa konkretnie o białku p53, chroniącym przed powstawaniem nowotworów.

- Zgodnie z wynikami publikacji, zastosowanie metody CRISPR/Cas-9 nie powoduje wyłączenia w modyfikowanych komórkach białka p53, odpowiedzialnego za ochronę przed nowotworami – zauważa Bukowy-Bieryłło. - Jedną z funkcji białka jest ochrona organizmu przed komórkami zawierającymi uszkodzone DNA. Sprawne białko p53 powoduje samobójstwo komórki zawierającej liczne pęknięcia DNA, na przykład poddanych działaniu CRISPR/Cas-9. Większość komórek po działaniu CRISPR/Cas-9 umiera, co ogranicza efektywność działania systemu - dodaje.

Są też komórki z wyłączonym genem p53. Tam wprowadzanie zmian genetycznych jest bardziej efektywne, ale wówczas komórki będą miały wyłączony mechanizm obrony przed nowotworami i nie nadają się do zastosowania u ludzi w celu terapii genowej. - Najwyraźniej na skuteczne i bezpieczne zastosowanie metody CRISPR/Cas-9 u ludzi przyjdzie nam jeszcze trochę poczekać – konkluduje ekspertka.

Zobacz Też: Nasz Wywiad o CRISPR

Nieco odmiennego zdania jest dr Paweł Lisowski z Instytutu Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN w Jastrzębcu oraz Max-Delbrück-Center for Molecular Medicine w Berlinie. Jego zdaniem nie dochodzi do wyłączenia, ale metoda CRISPR dalej oddziałuje na białko.

- Badacze z instytutu Novartis w Cambridge wykazali, że zastosowanie systemu CRISPR/Cas jest toksyczne dla genu p53, jak i szlaku białek, towarzyszących białku p53. Powoduje to między innymi mutacje w genie p53 – mówi WP Tech. - Odkrycie to oznacza, że planowane terapie genowe bazujące na nukleazach i systemach CRISPR/Cas-9 powinny być monitorowane pod kątem funkcji szlaku p53 - zaznacza.

Chodzi przede wszystkim o terapie z zakresu medycyny regeneracyjnej, w których planuje się transplantacje komórek macierzystych pacjentów "naprawionych" systemami CRISPR/Cas-9, mówi nam ekspert. - W ten sposób można zapobiec ewentualnemu nowotworzeniu, spowodowanym toksycznym efektem działania systemu CRISPR/Cas-9 na nasz genom - zauważa Lisowski.

Według kolejnych badań, przeprowadzonych na modyfikowanych komórkach ludzkich oraz myszy, badacze z brytyjskiego Wellcome Sanger Institute zauważyli jeszcze jedną rzecz. Mianowicie, proces naprawy sekwencji DNA w komórkach wcale nie przebiega tak sprawnie, jak mogłoby się wydawać. Przy regeneracji sekwencji pojawiają się błędy, które mogą powodować "wyłączanie" się pewnych mechanizmów – na przykład przeciw tworzeniu się nowotworów właśnie.

- Należy podkreślić, że odkrycie to nie przekreśla przyszłego zastosowania tej metody w klinice. A ekstensywne badania nad różnymi wariantami nukleaz typu CRISPR/Cas9 prowadzone w wielu ośrodkach naukowych na świecie są obecnie skierowane na poprawę specyfiki i bezpieczeństwa terapii genowych z ich użyciem - konkluduje dr Lisowski.