Forskere siger, at de har brugt gen redigering teknologi CRISPR i hunde til behandling af en uhelbredelig genetisk sygdom, der er forårsaget af en mangel på proteinet dystrofin. Ovenfor et billede af en hund membran efter behandlingen, med de gendannede dystrophin set i grønt. Billede: Amoasii, et al (UT Southwestern)
En ny undersøgelse af hunde, der offentliggøres i denne uge i Science tilbyder en forjættende glimt af, hvordan livet-at ændre gen-redigering teknologi CRISPR kunne være for nogle mennesker i den nærmeste fremtid. Det tyder på, at CRISPR kan anvendes til behandling af en ellers uhelbredelig, dødelig genetisk lidelse, der er kendt som Duchennes muskeldystrofi (DMD).
DMD er den mest almindelige form for muskelsvind, en sammenfattende betegnelse for forhold, der gradvist ødelægge muskel i hele kroppen. Dette spilder væk er primært forårsaget af den manglende evne til at bruge dystrofin, et protein, der fungerer som en lim til at stabilisere muskel fiber. Disse betingelser er ofte forårsaget af en genetisk defekt, og personer med DMD har mutationer i det gen, der er ansvarlig for dystrofin, der forhindrer dem i at gøre noget overhovedet. Da dystrofin-genet er fundet på X-kromosomet, DMD primært påvirker drenge, da pigerne typisk har to X-kromosomer, og en sund kopi af dystrofin-genet er normalt nok til at forebygge en alvorlig sygdom (kvinder kan stadig være bærere og videregive sygdommen til deres sønner om).
Symptomerne på DMD dukke op omkring en alder af fire og det kun bliver værre over tid, med mange syge i sidste ende at miste evnen til at stå, gå og endda sluger deres mad. Og få live seneste 30 år. Men, som det ses med piger, betyder det ikke tage meget dystrofin-produktion for at afværge disse symptomer. Så det er håbet, at genterapi kan i høj grad forbedre livet for patienter eller endda helbrede sygdommen helt. Fremkomsten af CRISPR-Cas-system, en forholdsvis billig og nem gen-redigering metode, har kun yderligere rejses der håb.
Allerede, der har været vellykket undersøgelser med mus, der anvendes CRISPR at reparere DMD mutationer, som syntes at gendanne nogle muskler funktionalitet—herunder af holdet bag denne seneste undersøgelse. Deres nye undersøgelse er den første til at afprøve, om det samme kunne ses i de større dyr.
For et par år tilbage, blev det opdaget, at hunde kunne blive født med mutationer, der gjorde dem til at udvikle deres egen version af DMD, hvilket gør dem til en ideel dyret. Denne mutation sletter en specifik region af DNA på dystrofin-genet, der koder for det protein, der er kendt som exon 50. Uden denne exon, exon 51 går ud af whack for, at gøre dystrophin produktion umuligt.
Forskerne avlet fire temperamenter med DMD, og derefter anvendes CRISPR at redigere exon 51, rysterist det med fejl. Disse fejl, det var teoretiseret, ville medføre, at kroppen er påvirket celler til at springe exon 51 helt. Den forventede netto resultat ville blive reduceret, men stadig funktionelt niveau af dystrofin-produktion. Og det er tilsyneladende, hvad der skete.
Hundene fik CRISPR—via en harmløs virus, der gør sit hjem i hjerte-og muskelvæv—på én måned gamle. Seks til otte uger senere, fandt forskerne, at dystrofin-niveauer var 92 procent og 56 procent tilbage til normal i hjerte og mellemgulv, henholdsvis i den hund, der havde fået den største dosis. Det er tænkt, at 15 procent af det normale dystrofin-produktion, der ville være liv at ændre for DMD-patienter.
“Vores strategi er forskellig fra andre terapeutiske tilgange til DMD fordi det redigeringer den mutation, der forårsager sygdommen og genopretter normal udtryk for den reparerede dystrofin,” siger ledende forfatter Leonela Amoasii, en forsker ved University of Texas Southwestern Medical Center, i en erklæring. “Men vi har mere at gøre, før vi kan bruge dette sted.”
For én, er den undersøgelse, der kun var beregnet til at være en foreløbig demonstration, så den dramatiske resultater bør tages med forsigtighed for nu. Hundene var ikke selv observeret længe nok til at vide med sikkerhed, om denne restaurering vil føre til en varig forbedring i symptomer. (De blev aflivet for at undgå at udsætte dem for alle mulige lidelser, der kan resultere fra tilstand og behandling.) Yderligere, er det kun omkring 15 procent af folk med DMD har netop denne mutation, så andre gen-redigeringer vil være behov for at hjælpe resten af nogle-300,000 drenge på verdensplan menes at have sygdommen.
Og for den ros, CRISPR har fået, der er rigtige, hvis man nogle gange overdrives, frygt, kan det forårsage uønskede gen-mutationer, der kan øge risikoen for kræft eller andre sundhedsmæssige problemer. Hvis CRISPR behandlinger for DMD har ramt en person stamceller, forfatterne bemærkede i deres undersøgelse, både de gavnlige og skadelige virkninger, som kan være permanente. Der var ingen specifikke off-target mutationer set med hunde, men det er en risiko for andre fremtidige studier vil have til at fortsætte med at se ud for.
Stadig, de forskere, der har dannet et selskab til at kommercialisere deres teknologi, kaldet Exonics Therapeutics, er ivrige efter at holde forfølge større og længere sigt undersøgelser, der involverer ikke bare DMD, men andre genetiske sygdomme.
[Videnskab]