Πρωτοποριακή τεχνική υπόσχεται να διορθώσει γενετικές ασθένειες

Μια νέα τεχνική που χρησιμοποιεί βακτηριακά ένζυμα για να κάνει μοντάζ στο DNΑ ζωντανών οργανισμών απέδειξε το δυναμικό της διορθώνοντας μια γονιδιακή ασθένεια του ήπατος σε ποντίκια. Στο μέλλον θα μπορούσε να προσφέρει οριστική ίαση σε ασθενείς με αιμορροφιλία ή ανάλογες παθήσεις, ελπίζουν οι ερευνητές.

H νέα τεχνική, με την ονομασία CRISPR, είχε αναγνωριστεί από το περιοδικό Science ως ένα από τα σημαντικότερα επιστημονικά επιτεύγματα του 2013. Συμπεριλήφθηκε επίσης στη λίστα του περιοδικού Nature με τις δέκα κυριότερες εξελίξεις που μπορούμε να αναμένουμε το 2014.

Η τεχνική βασίζεται σε ένα σύμπλοκο πρωτεϊνών που κανονικά βοηθά κάποια βακτήρια να κόβουν κομματάκια το DNA των ιών που τους επιτίθενται.

Σε αντίθεση με τις σημερινές γονιδιακές θεραπείες, οι οποίες εισάγουν στον οργανισμό υγιή αντίγραφα ενός ελαττωματικού γονιδίου, η CRISPR θα μπορούσε να διορθώνει επιτόπου το ίδιο το ελαττωματικό γονίδιο.

Επιπλέον θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε ολόκληρους οργανισμούς, αντίθετα από άλλες μεθόδους γενετικής μηχανικής που λειτουργούν μόνο σε καλλιέργειες κυττάρων στο εργαστήριο.

«Το συναρπαστικό με τη νέα προσέγγιση είναι ότι θα μπορούσε να διορθώνει ένα προβληματικό γονίδιο σε ένα ζωντανό, ενήλικο ζώο» σχολιάζει ο Ντάνιελ Άντερσον, καθηγητής Χημικής Μηχανικής στο MIT και επικεφαλής της τελευταίας μελέτης.

Η ομάδα του Άντερσον εργάστηκε με ποντίκια που έπασχαν από τυροσυναιμία τύπου Ι, μια ασθένεια που οφείλεται σε μετάλλαξη ενός μεμονωμένου γονιδίου και εμποδίζει τον καταβολισμό του αμινοξέος τυροσίνη. Ως αποτέλεσμα η τυροσίνη συσσωρεύεται στο συκώτι και θα μπορούσε να επιφέρει ηπατική ανεπάρκεια.

Τα μόρια του συστήματος CRISPR εισήχθησαν στην κυκλοφορία των πειραματόζωων με «ένεση υψηλής πίεσης» -ένα είδος σύριγγας που απελευθερώνει ταχύτατα το περιεχόμενό της στην αρτηρία.

Ένα από τα μόρια αυτά ήταν ένα μόριο RNA σχεδιασμένο να συνδέεται σε συγκεκριμένο σημείο του ελαττωματικού γονιδίου. Η σύνδεσης του RNA παρέχει ενημέρωση στότε ένα ένζυμο, με την ονομασία Cos9, να κόψει το μόριο DNA σε συγκεκριμένες θέσεις.

Το ελαττωματικό γονίδιο αποκόπτεται έτσι από το χρωμόσωμα, οπότε το κύτταρο αναγκάζεται να επιδιορθώσει τη βλάβη. Τα ένζυμα επιδιόρθωσης DNA δημιουργούν μια νέα αλληλουχία διαβάζοντας ένα ξεχωριστό μόριο DNA που λειτουργεί ως μήτρα. Το μόριο αυτό έχει εισαχθεί στα κύτταρα από τους ερευνητές και περιέχει την αλληλουχία του αντίστοιχου υγιούς γονιδίου.

Όπως αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Nature Biotechnology, η μέθοδος επιδιόρθωσε το ελαττωματικό γονίδιο των ποντικών σε ένα ηπατοκύτταρο ανά 250. Στις 30 μέρες που ακολούθησαν, τα κύτταρα με το επιδιορθωμένο γονίδιο πολλαπλασιάστηκαν και αντικατέστησαν τα κύτταρα με το μεταλλαγμένο γονίδιο. Οι εξετάσεις έδειξαν ότι στο τέλος της μελέτης το ένα τρίτο των ηπατοκυττάρων έφεραν την ορθή αλληλουχία και είχαν θεραπεύσει τα πειραματόζωα.

«Μπορούμε να αναστρέψουμε πλήρως την πάθηση με μια εφάπαξ εφαρμογή της θεραπείας» λέει ο Χάο Γιν του Ινστιτούτου Koch στη Γερμανία, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Εφόσον η μέθοδος CRISPR αποδειχθεί ασφαλής και αποτελεσματική στον άνθρωπο θα μπορούσε θεωρητικά να χρησιμοποιηθεί για οποιοδήποτε νόσημα οφείλεται σε μεταλλάξεις μεμονωμένων γονιδίων. Τέτοιες ασθένειες είναι για παράδειγμα η αιμορροφιλία, οι αιμοσφαιρινοπάθειες και η νόσος του Χάντινγκτον.

Επιμέλεια: Βαγγέλης Πρατικάκης