Columbia-studie: Genredigering i embryo er effektiv, men for risikabel for klinisk bruk

Et forskerteam ledet av Columbia University har vist at base-redigering kan modifisere gener i menneskelige embryoer med bemerkelsesverdig presisjon, med 100 prosent nøyaktighet i enkelte eksperimenter. Studien, som ble publisert onsdag i Nature, avdekket imidlertid også en rekke sikkerhetsrisikoer som utelukker klinisk bruk foreløpig.cuimc.columbia+1

Presise endringer, uforutsigbare bivirkninger

Columbia-teamet, ledet av Dieter Egli, brukte base-redigering – et mer skånsomt alternativ til tradisjonell CRISPR som bytter ut individuelle DNA-bokstaver i stedet for å kutte begge trådene – for å målrette mutasjoner i tre gener i encellede menneskelige embryoer. Ett gen, PCSK9, er knyttet til høyt kolesterol og hjerte- og karsykdommer; to andre, HBG1 og HBG2, er involvert i hemoglobinproduksjon og assosiert med sigdcelleanemi og beta-talassemi.news-medical+1

Når inngrepet ble utført på befruktede egg før den første celledelingen, vedvarte endringene i alle embryoets datterceller. Men teknikken produserte også kromosomslettinger, utilsiktede endringer og mosaikkmønstre av genetiske endringer på tvers av embryonale celler. Ved høye konsentrasjoner av redigeringsverktøyet levert som mRNA, stoppet embryoene helt opp i utviklingen.cuimc.columbia+1

"Mosaikk skaper et spekter av muligheter, noe som gjør det umulig å forutsi utfall, og det hindrer derfor meningsfull anvendelse i klinikken," sa Egli.cuimc.columbia

Et klarere bilde av DNA-reparasjon i embryoer

Studien er den første som gir en detaljert sammenligning av hvordan menneskelige embryoer reagerer på to typer DNA-skader. Samarbeidspartnere ved det tsjekkiske vitenskapsakademiet bidro med rensede proteinbaserte redigeringsverktøy, og medforfatter Štěpán Jeřábek bemerket at embryoer reparerte enkelttrådede DNA-skader langt mer pålitelig enn dobbelttrådbrudd forårsaket av konvensjonell CRISPR-Cas9. Forskerne utledet også stamceller fra redigerte seks dager gamle embryoer, noe som muliggjorde dypere analyse av redigeringseffekter på tvers av påfølgende cellegenerasjoner.eurekalert

Funnene kommer måneder etter at et annet team ved University of Cambridge brukte base-redigering for å studere rollen til proteinet NANOG i menneskelig embryo-utvikling, publisert i Nature i juni. Samlet understreker studiene at base-redigering er i ferd med å bli et kraftig forskningsverktøy for tidlig menneskelig biologi, selv om kliniske anvendelser fortsatt ligger langt frem i tid.nature

Setter grenser for en kraftfull teknologi

"Av selve sin natur, for å redigere et gen, må du først skade DNA," sa Jeřábek. "Dette iboende potensialet for å forårsake skade er også det som utgjør risikoen." Egli la til at når tryggere alternativer eksisterer for å forebygge genetisk sykdom, "er ikke genredigering metoden man bør velge".cuimc.columbia

Forskerne sier de håper arbeidet vil bidra til å forbedre IVF-resultater ved å avklare hvordan embryoer håndterer genomiske skader – og at det vil motvirke for tidlig klinisk bruk. "Jeg tror studien vår vil motvirke upassende bruk av disse teknikkene i klinikken, fordi vi tydelig demonstrerer risikoen," sa Egli.cuimc.columbia