CRISPR/Cas9: emlősterápiás áttörés

A Duke University kutatói a National Institutes of Health támogatásával a Duchenne féle muszkuláris disztófia felnőttegér-modelljének kezelésében értek el mérföldkőnek számító eredményt, tanulmányuk a Science legfrissebb számában jelent meg (Christopher Nelson és munkatársai: In vivo genome editing improves muscle function in a mouse model of Duchenne muscular dystrophy).

Az egyetem genetikusai korábban már használták a CRISPR/Cas9 géneditálási módszert Duchenne féle muszkuláris disztófiában szenvedő beteg emberekből nyert izomsejtek mutációinak in vitro kijavítására, míg más laborok nem emberi megtermékenyített emlőspetesejtek mutációit javították ki a módszerrel, azonban egyelőre még nem megoldott az in vitro módosított izomsejtek visszajuttatása a beteg szervezetébe, illetve izomszöveteibe, míg az emberi embriókon végzett géneditálás egyelőre etikai okokból nem kivitelezhető, mert a módszer még nem teljesen biztonságos, ezért a humán transzláció szempontjából azok a kutatások a legígéretesebbek, amelyek a géneditálással a beteg szövetek szervezeten belüli kijavítását célozzák, írják közleményükben Nelson és munkatársai.

Mint Charles Gersbach, a tanulmány utolsó szerzője kifejti, a humán embriókkal kapcsolatos géneditálási próbálkozásokat érintő etikai fenntartások jogosak, azonban nincs vita azzal kapcsolatosan, hogy a CRISPR/Cas9 használható a beteg emberek érintett szövetei mutációinak kijavítására. A most megjelent tanulmány megmutatja, milyen irányban érdemes haladni, azonban még nagy mennyiségű munkára van szükség ahhoz, hogy embereket is sikeresen gyógyítsunk a módszerrel, teszi hozzá a Duke University biomérnök professzora.

A Duchenne féle muszkuláris disztófia X kromoszómához kötötten öröklődő betegség, 4000-ből egy újszülött fiúgyermeket érint. A kórkép a dystrophin nevű fehérjét kódoló gén mutációi miatt alakul ki, aminek következtében nem tud az izomrostokat a környező szövetekhez rögzítő, és táplálásukat lehetővé tevő fehérje felépülni, így az újszülöttek izmai leépülnek. Az érintettek zöme tíz éves korára már tolókocsihoz kötött, és általában nem éli túl a 30. évét – a halál oka leggyakrabban a szívizom elégtelensége.

A géneditálás terápiás alkalmazása során a legnagyobb kihívást az jelenti, hogy hogyan juttassuk el az eszközrendszert a kijavítandó szövetek sejtjeibe, mondja Gersbach, aki kollégáival a jelen munka során a géneditáló rendszer szállítására adeno-asszociált vírust (AAV) alkalmazott. Az AAV használata napjainkban a legnépszerűbb ebből a célból, mivel nem patogén, de kivételes hatékonysággal képes bejutni a sejtekbe, különböző változatai szövetspecifikusak, és a legtöbb ember élete során már találkozott velük. Az Európai Unióban már létezik is egy befogadott génterápiás módszer, ami AAV-t alkalmaz.

A megfelelő vektor megtalálásán kívül a közelmúltban egy másik jelentős előrelépés is történt: Feng Zhang és munkatársai, a Massachusetts Institute of Technology és a  Harvard University kutatói csökkenteni tudták a géneditálási eszközrendszer méretét, így azt a kis méretű AAV már könnyedén el tudja szállítani a szövetekhez (a kutatók által széles körűen használt, a célba vett, hibás DNS-szakasz kivágását végző enzim eddig a Streptococcus pyogenes-ből származó Cas9 volt, Zhangék felfedezték, hogy a Staphylococcus aureus sokkal kisebb Cas9-e is megfelelő a célra).

A Duke University kutatói az AAV révén a kísérleti állatok izomszövetébe juttatott CRISPR/Cas9 segítségével kivágták az izomsejtek DNS-éből a hibás részt (a CRISPR a megfelelő DNS-darab megtalálását szolgálja), a sejtek saját DNS-javító mechanizmusa összekötötte a megmaradó két DNS-szálat, és az így létrejött rövidebb gén visszanyerte a működőképességét: az egerek izomsejtjeiben elkezdődött a dystrophin-termelés, ami a váz- és a szívizomban egyaránt javuló struktúrát és funkciót eredményezett.

A módszer a remények szerint a jövőben számos genetikai betegség kezelésére lesz alkalmas, teszik hozzá a kutatók. Nem véletlen, hogy a Science szerint ez jelenti az elmúlt év legnagyobb orvostudományi áttörését.