Forskere sier de har brukt genet redigering teknologi CRISPR i hunder til å behandle en uhelbredelig genetisk lidelse forårsaket av en mangel på protein dystrophin. Ovenfor, et bilde av en hund mellomgulvet etter behandling, med det gjengitte dystrophin sett i grønt. Bilde: Amoasii, et al (UT Southwestern)
En ny studie av hunder publisert denne uken i Vitenskap tilbyr et lite glimt av hvordan livet-endre gen-redigering-teknologi CRISPR kan være for noen mennesker i nær fremtid. Det tyder på at CRISPR kan brukes til å behandle en ellers uhelbredelige, dødelige genetisk lidelse som er kjent som Duchenne muskeldystrofi (DMD).
DMD er den vanligste formen for muskeldystrofi, et teppe betegnelsen for tilstander som gradvis ødelegge muskel i hele kroppen. Dette slose bort er først og fremst forårsaket av manglende evne til å bruke dystrophin, et protein som fungerer som et lim for å stabilisere muskel fiber. Disse forholdene er ofte forårsaket av en genetisk feil, og personer med DMD har mutasjoner i genet som er ansvarlig for dystrophin som hindrer dem fra å gjøre noe i det hele tatt. Fordi dystrophin genet er funnet på X-kromosomet, DMD påvirker først og fremst gutter, siden jenter vanligvis har to X-kromosomer, og en sunn kopi av dystrophin genet er vanligvis nok til å hindre at alvorlig sykdom (kvinner kan fortsatt være bærere og pass på sykdommen til sine sønner om).
Symptomene på DMD dukke opp rundt var fire år, og bare bli verre over tid, med mange lider etter hvert mister evnen til å stå, gå, og selv svelge maten. Og få leve siste 30 år. Men, som vi har sett med jenter, det tar ikke mye dystrophin produksjon for å avverge disse symptomene. Så det er blitt spekulert i at genterapi kan i stor grad forbedre livene til sufferers eller kurere sykdommen helt. Bruk av CRISPR-Cas-system, en relativt billig og enkelt gen-redigering metode, har bare ytterligere hevet som håp.
Allerede har det vært vellykket studier med mus som brukes CRISPR å reparere DMD mutasjoner, som syntes å gjenopprette noen muskel-funksjonalitet, blant annet ved teamet bak denne siste studien. Deres nye studien er den første til å teste ut om det samme kan sees i større dyr.
For noen år tilbake, ble det oppdaget at hunder kan være født med mutasjoner som gjorde dem til å utvikle sin egen versjon av DMD, noe som gjør dem til et ideelt test dyr. Denne mutasjonen sletter et bestemt område av DNA på dystrophin genet som koder for proteinet, kjent som ekson 50. Uten denne ekson, ekson 51 går ut av klask også, noe som gjør dystrophin produksjon umulig.
Forskerne avlet fire beagles med DMD, deretter brukt CRISPR å redigere ekson 51, riddling det med feil. Disse feilene, det var en teori, ville føre til at kroppen er påvirket cellene til å hoppe over ekson 51 helt. Forventet resultat vil bli redusert, men likevel funksjonelt nivå av dystrophin produksjon. Og det er tydeligvis det som skjedde.
Hundene ble gitt CRISPR—via en ufarlig virus som gjør sitt hjem i hjertet og muskel vev—på en måned gammel. Seks til åtte uker senere, fant forskerne at dystrophin nivåer var 92 prosent og 56 prosent tilbake til det normale i hjertet og membran, henholdsvis i hunden som hadde fått den største dose. Det er antatt at 15 prosent av normal dystrophin produksjon ville være liv-altering for DMD lider.
“Vår strategi er forskjellig fra andre terapeutiske tilnærminger for DMD fordi det redigeringer mutasjon som forårsaker sykdommen og gjenoppretter normal uttrykk for det reparerte dystrophin,” sa hovedforfatter Leonela Amoasii, en forsker ved University of Texas Southwestern Medical Center, i en uttalelse. “Men vi har mer å gjøre før vi kan bruke denne klinisk.”
For en, studien var bare ment å være en midlertidig demonstrasjon, så dramatiske resultater bør tas med forholdsregel for nå. Hundene var ikke engang observert lenge nok til å vite sikkert om dette restaurering ville føre til en varig bedring i symptomer. (De var euthanized for å unngå å utsette dem for eventuelle lidelse som kan oppstå fra tilstand og behandling.) Videre, bare rundt 15 prosent av personer med DMD har denne bestemt mutasjon, slik at andre genet endringer ville være nødvendig for å hjelpe ut resten av den enkelte-300,000 gutter over hele verden antas å ha tilstanden.
Og for ros CRISPR har fått, det er ekte, hvis noen ganger overdrevet frykt, kan det forårsake uønskede genmutasjoner som kan øke risiko for kreft eller andre helseskader. Hvis CRISPR behandlinger for DMD målrettet personens stamceller, forfatterne bemerket i sin studie, både fordelaktige og skadelige virkninger kan være permanente. Det var ingen spesifikke off-target mutasjoner sett med hundene, men det er en risiko for andre fremtidige studier er nødt til å fortsette å se opp for.
Likevel, forskere, som har dannet et selskap til å kommersialisere sin teknologi, kalt Exonics Therapeutics, er ivrige etter å holde forfølge større og mer langsiktige studier som involverer ikke bare DMD, men andre genetiske sykdommer.
[Naturvitenskap]