Een wetenschapper aan het voorbereiden DNA samplesPhoto: USFWS Noordoosten (Flickr)
Wetenschappers en biotechnologists hebben aangekondigd de CRISPR-Cas9 gen editing systeem als revolutionaire manier om te bewerken DNA, zoals een schaar en lijm stick voor het genoom. Maar een nieuwe studie gevonden wat potentieel schadelijke en onbedoelde effecten.
Dit is niet de eerste keer dat een papier heeft gevonden fouten in CRISPR vaardigheden, hoewel een vorige papier op de zaak is ingetrokken. Maar velen voelen dit nieuwe onderzoek is de moeite waard serieus nemen, en dat CRISPR kan leiden tot grote, onverwachte verwijderingen naar een cel in het genoom.
“We speculeren dat de huidige assessments kunnen gemist hebben een aanzienlijk deel van de mogelijke genotypen gegenereerd door on-target Cas9 het snijden en repareren, waarvan sommige met een potentieel pathogene gevolgen volgende somatische bewerken van grote populaties van mitotically actieve cellen,” de auteurs van het onderzoek van de Wellcome Sanger Instituut in het Verenigd Koninkrijk schrijven in de krant deze week gepubliceerd in Nature Biotechnology. Kortom, onderzoek uit het verleden kan het gemist hebben veel CRISPR de mogelijk schadelijke gevolgen.
CRISPR-Cas9 is een gen-editing systeem dat is ontwikkeld in het afgelopen decennium van een bacteriële zelfverdediging systeem. Het biedt een manier om nauwkeurig snijden van een target DNA-streng in, om het te verwijderen of te vervangen basenparen, de paren van As, Cs, Ts en Gs dat bestaat uit de genetische code. Het is populair geworden in onderzoek en er zijn al klinische studies bestuderen het gebruik van CRISPR-Cas9 bewerkte cellen als therapieën voor de ziekte.
Het nieuwe onderzoek toont een aantal nadelen aan het systeem, en stelt dat het nog niet is onderzocht genoeg in cellen die kunnen lossen hun eigen DNA. De wetenschappers probeerden het verwijderen van een gen in de mannelijke muis embryonale stamcellen, en in veel gevallen grote stukken DNA, misschien wel duizenden basenparen lang vermist.
De onderzoekers wijzen erop dat deze schade mogelijk niet op te sporen door enkele van de meest gebruikte methoden om te versterken en de volgorde van DNA. Op de top van dat, bij het gebruik van miljarden bewerkte cellen in een therapie, is het mogelijk dat sommige resulterende cellen schadelijk, zelfs kankerverwekkende eigenschappen. De schade zou slecht genoeg zoals dat bij het gebruik van CRISPR-bewerkte cellen in therapieën, “uitgebreide genetische analyse is gerechtvaardigd voor de identificatie van cellen met een normale genomen voordat de patiënt administratie”, aldus het papier.
Synthetisch biologen niet betrokken bij de studie voelde dat het belangrijk was. “Ik dacht dat het was een strenge proof-of-concept studie,” Ravi Sheth, graduate student in de synthetische biologie aan de Columbia vertelde Gizmodo. Hij zei dat de studie toonde aan dat de nieuwere sequencing strategieën die zich richten op de langere strengen moeten worden gebruikt om te helpen erachter te komen waar het CRISPR kan mis zijn gegaan, en dat wetenschappers de behoefte om te werken aan strategieën om te stoppen met de cel van het herstellen van DNA op zijn eigen.
Gizmodo ook bereikt biotechnologist George Kerk, die wees ons in de richting van een STAT News artikel waarin hij zei, in wezen, dat hij niet verrast is en dat hij en zijn lab werken aan manieren om te bewerken DNA zonder het breken van beide strengen van de dubbele helix. Kerk vergeleek dit gen vandalisme versus gen bewerken—breken van beide strengen wordt meer kans om deze fouten veroorzaken.
De nieuwe studie veroorzaakt drie CRISPR bedrijven om te verliezen van een gecombineerde $300 miljoen in de 20 minuten na de papieren vrijlating van STAT News gemeld. Woordvoerders voor deze bedrijven gaven verschillende antwoorden, sommige zeggen dat ze niet had gezien dat deze effecten in hun eigen tests of in andere gen-bewerken methoden, of dat het onderzoek niet specifiek van invloed zijn op hun werk.
Een nieuwe technologie zal onvermijdelijk een aantal negatieve bijwerkingen—en het is beter om uit te vinden ze nu, voordat je probeert te gen bewerken levende mensen.
[De natuur Biotechnologie via STAT]