Shkencëtarët kohët e fundit përdorën një mjet për modifikimin e gjeneve për të rregulluar një mutacion në një embrion njerëzor. Në mbarë botën, studiuesit po ndjekin kura për sëmundje të tjera gjenetike.

Tani që xhindi i modifikimit të gjeneve ka dalë nga shishja, çfarë do të dëshironit së pari?

Foshnjat me sy “perfekt”, inteligjencë të lartë dhe një prekje të karizmës së yllit të filmit?

Apo një botë pa sëmundje… jo vetëm për familjen tuaj, por për çdo familje në botë?

Bazuar në ngjarjet e fundit, shumë shkencëtarë po punojnë drejt kësaj të fundit.

Në fillim të këtij muaji, shkencëtarët nga Universiteti i Shëndetit dhe Shkencës në Oregon përdori një mjet për modifikimin e gjeneve për të korrigjuar një mutacion që shkakton sëmundje në një embrion.

Teknika, e njohur si CRISPR-Cas9, fiksoi mutacionin në ADN-në bërthamore të embrionit që shkakton kardiomiopati hipertrofike, një gjendje e zakonshme e zemrës që mund të çojë në dështim të zemrës ose vdekje kardiake.

Kjo është hera e parë që ky mjet i modifikimit të gjeneve është testuar në vezë njerëzore me cilësi klinike.

Nëse një prej këtyre embrioneve do të ishte implantuar në mitrën e një gruaje dhe do të lihej të zhvillohej plotësisht, foshnja do të kishte qenë e lirë nga variacioni i gjenit që shkakton sëmundje.

Ky lloj ndryshimi i dobishëm do t’u ishte transmetuar gjithashtu brezave të ardhshëm.

Asnjë nga embrionet në këtë studim nuk u implantua apo u lejua të zhvillohej. Por suksesi i eksperimentit ofron një paraqitje të shkurtër të potencialit të CRISPR-Cas9.

Prapëseprapë, a do të jemi ndonjëherë në gjendje ta modifikojmë gjenetikisht botën tonë pa sëmundje?

Sipas Fondacioni i Sëmundjeve Gjenetike, ka më shumë se 6000 çrregullime gjenetike njerëzore.

Shkencëtarët teorikisht mund të përdorin CRISPR-Cas9 për të korrigjuar ndonjë nga këto sëmundje në një embrion.

Për ta bërë këtë, atyre do t’u duhej një pjesë e përshtatshme e ARN-së për të synuar shtrirjet përkatëse të materialit gjenetik.

Enzima Cas9 shkurton ADN-në në atë pikë, gjë që u lejon shkencëtarëve të fshijnë, riparojnë ose zëvendësojnë një gjen specifik.

Megjithatë, disa sëmundje gjenetike mund të jenë më të lehta për t’u trajtuar me këtë metodë se të tjerat.

“Shumica e njerëzve janë duke u fokusuar, të paktën fillimisht, në sëmundjet ku me të vërtetë ka vetëm një gjen të përfshirë – ose një numër të kufizuar gjenesh – dhe ata janë vërtet të kuptuar mirë,” Megan Hochstrasser, PhD, menaxhere e komunikimit shkencor në Institutin Innovative Genomics. në Kaliforni, tha Healthline.

Sëmundjet e shkaktuara nga një mutacion në një gjen të vetëm përfshijnë sëmundjen e qelizave drapër, fibrozën cistike dhe sëmundjen Tay-Sachs. Këto prekin miliona njerëz në mbarë botën.

Megjithatë, këto lloje sëmundjesh janë shumë më të mëdha se sëmundjet si sëmundjet kardiovaskulare, diabeti dhe kanceri, të cilat vrasin miliona njerëz në mbarë globin çdo vit.

Gjenetika – së bashku me faktorët mjedisorë – gjithashtu kontribuon në obezitetin, sëmundjet mendore dhe sëmundjen e Alzheimerit, megjithëse shkencëtarët janë ende duke punuar për të kuptuar saktësisht se si.

Tani për tani, shumica e kërkimeve CRISPR-Cas9 fokusohen në sëmundje më të thjeshta.

“Ka shumë gjëra që duhet të përpunohen me teknologjinë që ajo të arrijë në vendin ku ne mund ta aplikojmë atë në një nga ato sëmundje poligjenike, ku shumë gjene kontribuojnë ose një gjen ka efekte të shumëfishta,” tha Hochstrasser. .

Edhe pse “foshnjat projektuese” fitojnë shumë vëmendjen e medias, shumë kërkime të CRISPR-Cas9 janë fokusuar diku tjetër.

“Shumica e njerëzve që po punojnë për këtë nuk punojnë në embrionet njerëzore,” tha Hochstrasser. “Ata po përpiqen të kuptojnë se si mund të zhvillojmë trajtime për njerëzit që tashmë kanë sëmundje.”

Këto lloj trajtimesh do të përfitonin fëmijët dhe të rriturit që tashmë jetojnë me një sëmundje gjenetike, si dhe njerëzit që zhvillojnë kancer.

Kjo qasje mund të ndihmojë gjithashtu 25 milionë deri në 30 milionë amerikanët që kanë një nga më shumë se 6800 sëmundje të rralla.

“Redaktimi i gjeneve është një opsion vërtet i fuqishëm për njerëzit me sëmundje të rralla,” tha Hochstrasser. “Teorikisht mund të bëni një provë klinike të fazës I me të gjithë njerëzit në botë që kanë një të caktuar [rare] kushtëzojini dhe kurojini të gjitha nëse funksionoi.”

Sëmundjet e rralla prekin më pak se 200,000 njerëz në Shtetet e Bashkuara në çdo kohë, që do të thotë se ka më pak nxitje për kompanitë farmaceutike për të zhvilluar trajtime.

Këto sëmundje më pak të zakonshme përfshijnë fibrozën cistike, sëmundjen e Huntingtonit, distrofitë muskulare dhe disa lloje të kancerit.

Vitin e kaluar studiuesit në Universitetin e Kalifornisë Berkeley bëri përparim në zhvillimin e një terapie ex vivo – ku ju hiqni qelizat nga një person, i modifikoni ato dhe i vendosni përsëri në trup.

Ky trajtim ishte për sëmundjen e qelizave drapër. Në këtë gjendje, një mutacion gjenetik bën që molekulat e hemoglobinës të ngjiten së bashku, gjë që deformon qelizat e kuqe të gjakut. Kjo mund të çojë në bllokime në enët e gjakut, anemi, dhimbje dhe dështim të organeve.

Studiuesit përdorën CRISPR-Cas9 për të inxhinieruar gjenetikisht qelizat burimore për të rregulluar mutacionin e sëmundjes së qelizave drapër. Më pas ata i injektuan këto qeliza te minjtë.

Qelizat burimore migruan në palcën e eshtrave dhe u zhvilluan në qeliza të shëndetshme të kuqe të gjakut. Katër muaj më vonë, këto qeliza mund të gjendeshin ende në gjakun e minjve.

Ky nuk është një kurë për sëmundjen, sepse trupi do të vazhdonte të prodhonte qeliza të kuqe të gjakut që kanë mutacionin e qelizave drapër.

Por studiuesit mendojnë se nëse mjaft qeliza burimore të shëndetshme zënë rrënjë në palcën e eshtrave, kjo mund të zvogëlojë ashpërsinë e simptomave të sëmundjes.

Nevojitet më shumë punë përpara se studiuesit të testojnë këtë trajtim te njerëzit.

Një grup prej Studiuesit kinezë përdori një teknikë të ngjashme vitin e kaluar për të trajtuar njerëzit me një formë agresive të kancerit të mushkërive – prova e parë klinike e këtij lloji.

Në këtë provë, studiuesit modifikuan qelizat imune të pacientëve për të çaktivizuar një gjen që është i përfshirë në ndalimin e përgjigjes imune të qelizës.

Studiuesit shpresojnë që, pasi të injektohen në trup, qelizat imune të modifikuara gjenetikisht do të bëjnë një sulm më të fortë kundër qelizave të kancerit.

Këto lloje të terapive mund të funksionojnë edhe për sëmundje të tjera të gjakut, kancere ose probleme të imunitetit.

Por disa sëmundje do të jenë më sfiduese për t’u trajtuar në këtë mënyrë.

“Nëse keni një çrregullim të trurit, për shembull, nuk mund të hiqni trurin e dikujt, të bëni modifikimin e gjeneve dhe më pas ta vendosni përsëri”, tha Hochstrasser. “Pra, ne duhet të kuptojmë se si t’i çojmë këta reagentë në vendet që duhet të jenë në trup.”

Jo çdo sëmundje njerëzore shkaktohet nga mutacionet në gjenomin tonë.

Sëmundjet e transmetuara nga vektorët si malaria, ethet e verdha, ethet e dengës dhe sëmundja e gjumit vrasin më shumë se 1 milion njerëz në mbarë botën çdo vit.

Shumë nga këto sëmundje transmetohen nga mushkonjat, por edhe nga rriqrat, mizat, pleshtat dhe kërmijtë e ujërave të ëmbla.

Shkencëtarët po punojnë në mënyra për të përdorur modifikimin e gjeneve për të zvogëluar numrin e këtyre sëmundjeve në shëndetin e njerëzve në mbarë botën.

“Ne potencialisht mund të shpëtojmë malaria duke inxhinieruar mushkonjat që nuk mund të transmetojnë parazitin që shkakton malarinë”, tha Hochstrasser. “Ne mund ta bëjmë këtë duke përdorur teknikën CRISPR-Cas9 për ta shtyrë këtë tipar në të gjithë popullatën e mushkonjave shumë shpejt.”

Studiuesit po përdorin gjithashtu CRISPR-Cas9 për të krijuar ushqime “projektuese”.

DuPont kohët e fundit përdori modifikimin e gjeneve për të prodhuar një shumëllojshmëri të re misër dylli që përmban sasi më të larta niseshteje, e cila ka përdorim në ushqim dhe industri.

Të korrat e modifikuara mund të ndihmojnë gjithashtu në uljen e vdekjeve për shkak të kequshqyerja, e cila është përgjegjëse për gati gjysmën e të gjitha vdekjeve në mbarë botën tek fëmijët nën 5 vjeç.

Shkencëtarët mund të përdorin potencialisht CRISPR-Cas9 për të krijuar lloje të reja ushqimesh që janë rezistente ndaj dëmtuesve, rezistente ndaj thatësirës ose përmbajnë më shumë mikronutrientë.

Një përfitim i CRISPR-Cas9, krahasuar me metodat tradicionale të mbarështimit të bimëve, është se i lejon shkencëtarët të fusin një gjen të vetëm nga një bimë e egër e lidhur në një varietet të zbutur, pa tipare të tjera të padëshiruara.

Redaktimi i gjeneve në bujqësi gjithashtu mund të ecë më shpejt sesa kërkimi te njerëzit, sepse nuk ka nevojë për vite të tëra sprovash klinike laboratorike, kafshësh dhe njerëzore.

“Edhe pse bimët rriten mjaft ngadalë,” tha Hochstrasser, “është vërtet më e shpejtë për t’u arritur [genetically engineered plants] në botë sesa të bësh një provë klinike te njerëzit.”

Siguria dhe shqetësimet etike

CRISPR-Cas9 është një mjet i fuqishëm, por gjithashtu ngre disa shqetësime.

“Ka shumë diskutime tani për mënyrën më të mirë për të zbuluar të ashtuquajturat ‘efekte jashtë objektivit’,” tha Hochstrasser. “Kjo është ajo që ndodh kur [Cas9] Proteinat shkurtohen diku të ngjashme me vendin ku dëshironi të prerë.”

Prerjet jashtë objektivit mund të çojnë në probleme gjenetike të papritura që shkaktojnë vdekjen e një embrioni. Një modifikim i gjenit të gabuar mund të krijojë gjithashtu një sëmundje gjenetike krejtësisht të re që do t’u transmetohej brezave të ardhshëm.

Edhe përdorimi i CRISPR-Cas9 për të modifikuar mushkonjat dhe insektet e tjera ngre shqetësime për sigurinë – si ajo që ndodh kur bëni ndryshime në shkallë të gjerë në një ekosistem ose një tipar në një popullatë që del jashtë kontrollit.

Ka edhe shumë çështjet etike që vijnë me modifikimin e embrioneve njerëzore.

Pra, a do të ndihmojë CRISPR-Cas9 të shpëtojë botën nga sëmundjet?

Nuk ka dyshim se do të bëjë një dëmtim të konsiderueshëm në shumë sëmundje, por nuk ka gjasa t’i shërojë të gjitha së shpejti.

Ne tashmë kemi mjete për të shmangur sëmundjet gjenetike – si kontrolli i hershëm gjenetik i fetuseve dhe embrioneve – por këto nuk përdoren në mënyrë universale.

“Ne ende nuk shmangim shumë sëmundje gjenetike, sepse shumë njerëz nuk e dinë se ato strehojnë mutacione që mund të trashëgohen”, tha Hochstrasser.

Disa mutacione gjenetike ndodhin gjithashtu spontanisht. Ky është rasti me shumë kancere që vijnë nga faktorët e mjedisit të tilla si rrezet UV, tymi i duhanit dhe disa kimikate.

Njerëzit gjithashtu bëjnë zgjedhje që rrisin rrezikun e sëmundjeve të zemrës, goditjes në tru, obezitetit dhe diabetit.

Pra, nëse shkencëtarët nuk mund të përdorin CRISPR-Cas9 për të gjetur trajtime për këto sëmundje të stilit të jetesës – ose të inxhinierojnë gjenetikisht njerëzit që të lënë duhanin dhe të fillojnë me biçikletë për të punuar – këto sëmundje do të mbeten në shoqërinë njerëzore.

“Gjëra të tilla gjithmonë do të duhet të trajtohen,” tha Hochstrasser. “Unë nuk mendoj se është realiste të mendosh se do të parandalonim ndonjëherë që çdo sëmundje të ndodhë te një njeri.”