Μελέτη του Columbia: Η γονιδιακή επεξεργασία σε έμβρυα είναι αποτελεσματική αλλά υπερβολικά επικίνδυνη για κλινική χρήση

Μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο Columbia απέδειξε ότι η επεξεργασία βάσεων μπορεί να τροποποιήσει γονίδια σε ανθρώπινα έμβρυα με αξιοσημείωτη ακρίβεια, επιτυγχάνοντας 100% ακρίβεια σε ορισμένα πειράματα, αλλά η μελέτη που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη στο Nature αποκάλυψε επίσης μια σειρά από κινδύνους ασφαλείας που αποκλείουν την κλινική χρήση προς το παρόν.cuimc.columbia+1

Ακριβείς επεμβάσεις, απρόβλεπτες παρενέργειες

Η ομάδα του Columbia, υπό τον Dieter Egli, χρησιμοποίησε την επεξεργασία βάσεων, μια πιο ήπια εναλλακτική λύση από το παραδοσιακό CRISPR που ανταλλάσσει μεμονωμένα γράμματα DNA αντί να κόβει και τις δύο αλυσίδες, για να στοχεύσει μεταλλάξεις σε τρία γονίδια σε ανθρώπινα έμβρυα ενός κυττάρου. Ένα γονίδιο, το PCSK9, συνδέεται με την υψηλή χοληστερόλη και την καρδιαγγειακή νόσο, ενώ άλλα δύο, τα HBG1 και HBG2, εμπλέκονται στην παραγωγή αιμοσφαιρίνης και σχετίζονται με τη δρεπανοκυτταρική αναιμία και τη β-θαλασσαιμία.news-medical+1

Όταν η διαδικασία πραγματοποιήθηκε σε γονιμοποιημένα ωάρια πριν από την πρώτη κυτταρική διαίρεση, οι τροποποιήσεις διατηρήθηκαν σε όλα τα θυγατρικά κύτταρα του εμβρύου. Ωστόσο, η τεχνική παρήγαγε επίσης χρωμοσωμικές διαγραφές, αλλαγές εκτός στόχου και μωσαϊκά πρότυπα γενετικών αλλοιώσεων στα εμβρυϊκά κύτταρα. Σε υψηλές συγκεντρώσεις του επεξεργαστή που χορηγήθηκε ως mRNA, τα έμβρυα απέτυχαν να αναπτυχθούν πλήρως.cuimc.columbia+1

"Ο μωσαϊκισμός δημιουργεί μια σειρά από πιθανότητες, καθιστώντας αδύνατη την πρόβλεψη των αποτελεσμάτων, και επομένως εμποδίζει την ουσιαστική εφαρμογή για κλινική χρήση", δήλωσε ο Egli.cuimc.columbia

Μια σαφέστερη εικόνα της επιδιόρθωσης DNA στα έμβρυα

Η μελέτη είναι η πρώτη που παρέχει μια λεπτομερή σύγκριση του τρόπου με τον οποίο τα ανθρώπινα έμβρυα ανταποκρίνονται σε δύο τύπους βλάβης του DNA. Συνεργάτες από την Ακαδημία Επιστημών της Τσεχίας συνέβαλαν με επεξεργαστές βασισμένους σε καθαρισμένες πρωτεΐνες, και ο συν-πρώτος συγγραφέας Štěpán Jeřábek σημείωσε ότι τα έμβρυα επιδιόρθωναν τις βλάβες μονής αλυσίδας DNA πολύ πιο αξιόπιστα από τις θραύσεις διπλής αλυσίδας που προκαλούνται από το συμβατικό CRISPR-Cas9. Οι ερευνητές παρήγαγαν επίσης βλαστοκύτταρα από επεξεργασμένα έμβρυα έξι ημερών, επιτρέποντας βαθύτερη ανάλυση των επιδράσεων της επεξεργασίας σε επόμενες κυτταρικές γενιές.eurekalert

Τα ευρήματα έρχονται μήνες αφότου μια ξεχωριστή ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Cambridge χρησιμοποίησε την επεξεργασία βάσεων για να μελετήσει τον ρόλο της πρωτεΐνης NANOG στην ανάπτυξη ανθρώπινων εμβρύων, σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature τον Ιούνιο. Μαζί, οι μελέτες υπογραμμίζουν ότι η επεξεργασία βάσεων καθίσταται ένα ισχυρό ερευνητικό εργαλείο για την πρώιμη ανθρώπινη βιολογία, ακόμη και αν οι κλινικές εφαρμογές παραμένουν μακρινές.nature

Θέτοντας όρια σε μια ισχυρή τεχνολογία

"Από τη φύση τους, για να επεξεργαστείς ένα γονίδιο, πρέπει πρώτα να προκαλέσεις βλάβη στο DNA", δήλωσε ο Jeřábek. "Αυτή η εγγενής δυνατότητα πρόκλησης βλάβης είναι επίσης αυτό που ενέχει τον κίνδυνο". Ο Egli πρόσθεσε ότι όταν υπάρχουν ασφαλέστερες εναλλακτικές λύσεις για την πρόληψη γενετικών ασθενειών, "η γονιδιακή επεξεργασία δεν είναι η μέθοδος επιλογής".cuimc.columbia

Οι ερευνητές δήλωσαν ότι ελπίζουν πως το έργο θα βοηθήσει στη βελτίωση των αποτελεσμάτων της εξωσωματικής γονιμοποίησης (IVF), διευκρινίζοντας πώς τα έμβρυα διαχειρίζονται τη γονιδιωματική βλάβη, και ότι θα αποθαρρύνει την πρόωρη κλινική χρήση. "Πιστεύω ότι η μελέτη μας θα αποθαρρύνει την ακατάλληλη χρήση αυτών των τεχνικών στην κλινική, επειδή καταδεικνύουμε σαφώς τους κινδύνους", δήλωσε ο Egli.cuimc.columbia