Drīz sāksies CRISPR izmēģinājumi ar cilvēkiem, taču mēs joprojām nezinām, cik labi tas darbojas ar pērtiķiem

Pērtiķu pētījumi izskatās iepriecinoši, taču liecina, ka par gēnu rediģēšanas tehnoloģiju vēl ir daudz jāmācās. Autors

• Emīlija Mulina arhīva lapa

2018. gada 11. aprīlis

VCG | Getty

Kaut kad šogad cilvēki ASV un Eiropā sāks ārstēties no slimībām, izmantojot gēnu rediģēšanas rīku CRISPR, taču joprojām ir liels jautājums — vai tas tiešām darbosies?

Mūsu primātu brālēni var sniegt atbildi.

Par CRISPR pirmo reizi tika ziņots 2013. gadā, lai rediģētu cilvēka šūnas traukā. Kopš tā laika tas tiek reklamēts kā vienkāršs veids, kā mainīt cilvēku DNS, solot izraidīt pašlaik nāvējošās vai mūža slimības, ar vienu ārstēšanu, kas tās novērš ģenētiskajā. sakne.

Taču, tā kā DNS griešana neatgriezeniski mainītu kāda cilvēka genomu, zinātniekiem ir jāpārliecinās, vai CRISPR ir drošs un efektīvs, pirms to lieto cilvēkiem. Peles ne vienmēr ir precīzs veids, kā paredzēt, kā cilvēki reaģēs uz jaunu terapiju, tāpēc zinātnieki bieži vien pievēršas pērtiķiem kā zelta standartam pētījumos, kas virzās uz klīniku.

Pašlaik nav daudz publicētu datu par CRISPR lietošanu pērtiķiem, taču agrīnie nelielo pētījumu rezultāti norāda uz dažu slimību izārstēšanas perspektīvu un citos gadījumos uz izaicinājumiem.

Daži no notiekošajiem CRISPR eksperimentiem ar pērtiķiem ir saistīti ar asins slimībām, piemēram, sirpjveida šūnu slimību un beta talasēmiju. Zinātnieki domā, ka CRISPR varētu būt ideāls abām slimībām, jo ​​katru no tām izraisa mutācijas vienā gēnā, kas veido hemoglobīnu, sarkano asins šūnu proteīnu, kas transportē skābekli visā ķermenī. Abas slimības var izlabot ar vienu ģenētisku izgriezumu.

Ideja ir izmantot CRISPR, lai izsist noteiktu DNS daļu un ieslēgtu slēdzi, lai ražotu augļa hemoglobīna veidu, kas parasti tiek izslēgts pēc dzimšanas. Tas nodrošinātu pacientiem pietiekami daudz veselīgu hemoglobīna, lai iznīcinātu slimības simptomus.

Pētnieki, piemēram, Sintija Danbara no Nacionālajiem veselības institūtiem, pārbauda šo pieeju asinsrades cilmes šūnās, kas atrodamas kaulu smadzenēs. Šīs šūnas tiek iegūtas no pērtiķiem, izmainītas ar CRISPR laboratorijā un pēc tam ievadītas atpakaļ pērtiķu smadzenēs, lai augtu un izveidotu jaunas, veselīgas asins šūnas.

Līmeņa paaugstināšana

Lai ārstēšana būtu efektīva, noteikta šūnu procentuālā daļa ir jārediģē. Danbar saka, ka pērtiķiem, kurus viņa pēta, sākotnēji viss izskatās labi, bet pēc trim līdz četriem mēnešiem tikai aptuveni 5 procentiem šūnu ir nepieciešamais labojums. Lai atvieglotu sirpjveida šūnu stāvokli, jums, iespējams, būtu nepieciešams kaut kas tuvojas 20 procentiem, viņa saka.

Saistīts stāsts

Saistīts stāsts Pētnieki, kas atradās aiz pretrunīgi vērtētā dokumenta, ir atzinuši, ka viņu rezultāti var būt nepareizi.

Hans-Peter Kiem no Freda Hačinsona vēža pētījumu centra arī strādā pie pērtiķu sirpjveida šūnu problēmas. Viņa komanda spēja iegūt noteikta veida cilmes šūnas no pērtiķu asinīm, modificēt šūnas ar CRISPR un ievietot tās atpakaļ dzīvniekos. Rediģēšanas ātrums bija 40 procenti, un efekti ilga vairāk nekā sešus mēnešus.

Tā kā pērtiķi ir tik līdzīgi cilvēkiem, es nedomāju, ka būs milzīgs izaicinājums tulkot šo darbu cilvēkiem, saka Kiems. Mēs izmantojam to pašu tehnoloģiju, ko izmantotu pacientiem.

Viena no bažām saistībā ar CRISPR ir bijusi iespēja, ka tas nejauši sagriezīs citas genoma daļas, kas nav paredzētas. Kiems saka, ka viņš vēl nav redzējis nevienu no šiem tā sauktajiem ārpusmērķa efektiem pērtiķiem, taču viņa komanda veic ar CRISPR ārstēto pērtiķu genomu sekvencēšanu, lai pārliecinātos.

Biotehnoloģiju uzņēmums CRISPR Therapeutics izmanto līdzīgu pieeju beta talasēmijas klīniskajā izpētē, kas Eiropā sāksies šogad. Uzņēmums saka, ka plāno arī lūgt regulatorus ierosināt pētījumu par sirpjveida šūnu slimības ārstēšanu cilvēkiem.

Acu rediģēšana

Tikmēr Editas Medicine izmanto pērtiķus, lai pārbaudītu savu uz CRISPR balstīto terapiju, lai noteiktu iedzimtu aklumu.

Uzņēmums, kas atrodas Kembridžā, Masačūsetsā, vēlas izlabot Lēbera iedzimtas amaurozes veidu, retu ģenētisku traucējumu, kas izraisa smagu redzes zudumu. Daži cilvēki ar to piedzimst akli vai sāk zaudēt redzi, kad viņi vēl ir ļoti jauni.

Čārlzs Olbraits, Editas galvenais zinātniskais darbinieks, saka, ka viņa komanda ir izmantojusi CRISPR, lai koriģētu slimību izraisošo mutāciju vismaz 10 procentos gaismas sensoru šūnu, ko sauc par fotoreceptoriem, pērtiķu acīs. Ārstēšana tiek injicēta tieši acī.

Ar to nepietiktu, lai atjaunotu normālu redzi, taču Olbraita saka, ka tas ļautu pacientiem pietiekami labi redzēt un, iespējams, dzīvot patstāvīgāk.

Mēs domājam, ka mums ir potenciāls atjaunot fotoreceptoru spēju noteikt gaismu, kas ir pirmais solis redzes veidošanā, viņš saka. 2015. gadā Editas teica, ka terapija tiks pārbaudīta cilvēkiem līdz 2017. gadam, taču tai bija jāatliek pirmā klīniskā izmēģinājuma sākšana ražošanas problēmas dēļ. Uzņēmums tagad plāno šogad lūgt ASV Pārtikas un zāļu administrācijas apstiprinājumu, lai sāktu šo pētījumu.

Nokauti

Bet šeit ir āķis: pērtiķiem Danbars un Kiems, pie kuriem strādāja, nebija sirpjveida šūnu. Tā vietā, lai meklētu simptomu uzlabošanās pazīmes, viņi izmantoja asins analīzi, lai noteiktu augļa hemoglobīna līmeni dzīvnieku ķermenī. Tāpat Editas pērtiķiem nav redzes zuduma — zinātnieki paņēma audus no dzīvnieku tīklenes un veica DNS sekvencēšanu, lai apstiprinātu, ka viņi ir izdarījuši pareizo labojumu.

Pētnieki varētu iegūt labāku priekšstatu par to, vai CRISPR terapija pērtiķiem izdosies izārstēt cilvēkiem, ja dzīvniekiem būtu tādas pašas slimību izraisošas mutācijas kā cilvēkiem.

Arī šeit var palīdzēt gēnu rediģēšana. Džons Hennebolds, Oregonas Nacionālā primātu pētniecības centra pētnieks, injicē pērtiķu embrijiem ar CRISPR, lai audzētu dzīvniekus ar ģenētiski precīzākiem cilvēku slimību ekvivalentiem.

Mērķis ir atspējot noteiktus DNS segmentus, lai atkārtoti radītu mutācijas, kas, kā zināms, izraisa cilvēku slimības. Pēc tam šos embrijus var izmantot pērtiķu mātīšu mākslīgai apsēklošanai, kas dzemdēs pērtiķus, kuru ģenētiskās mutācijas ir gandrīz identiskas cilvēkiem.

Hennebolds mēģina radīt šos izsituma modeļus cilvēku slimībām, piemēram, iedzimtam aklumam un kurlumam, kā arī citiem traucējumiem. Viņa laboratorija vēl nav veiksmīgi audzējusi šādus pērtiķus — pētnieki modificē embrijus un pārbauda tos, lai pārliecinātos, ka tie ir veikuši vēlamās mutācijas. Nākamais solis būs šādu embriju pārvietošana pērtiķu mātītēm, lai radītu dzīvus pēcnācējus, kurus varētu izmantot vēlākos pētījumos.

Pašlaik mēs cenšamies izveidot embriju noliktavu vai bibliotēku, kas ir būtiska dažādām slimībām, saka Hennebolds.

Ja darbs šķiet lēns un rūpīgs, tas ir tāpēc, ka tā ir. Hennebolds saka, ka zinātniekiem ir piesardzīgi jāiesaistās CRISPR klīniskajos pētījumos ar cilvēkiem, jo ​​ar pērtiķiem ir veikts tik maz darba. Joprojām pastāv jautājums, vai, piemēram, CRISPR izraisīs imūnreakcijas, un bažas rada blakusefekti.

Viņš saka, ka mēs vienkārši nezinām pietiekami daudz par to, ko tas dara ārpus reģiona, kuru vēlamies mainīt.

paslēpties