Jak funguje terapie CRISPR v genové terapii?

Rakovina je již dlouho obtížným a různorodým onemocněním, jehož příčinou jsou změny v DNA jedince, které aktivují onkogeny a zároveň inaktivují nádorové supresory, což způsobuje také dysregulaci epigenomu, který má na starosti koordinaci normální genové exprese.

Stručně řečeno, rakovina je buněčné onemocnění, které způsobuje změny v metabolismu a struktuře buněk, což vede k tomu, že tyto buňky jsou poškozeny do té míry, že již nefungují správně a vyhýbají se obranným mechanismům hostitele.

Zkoumání rakoviny se věnuje celá řada odborníků a profesionálů, kteří se snaží dokonale pochopit všechny její složitosti a nejasnosti. Poznání toho, jak se mění genom, jak se buňka přizpůsobuje a jak dochází k iniciaci onemocnění, je jedním z rozhodujících faktorů pro vývoj účinnějších možností léčby a zlepšení výsledků pro pacienty s rakovinou.

Terapie CRISPR se prosadila jako technika pro zkoumání funkce buněk a významně ovlivnila výzkum rakoviny, což vedlo k novým poznatkům, které by měly urychlit diagnostiku a léčbu.

Co je terapie CRISPR?

Od chvíle, kdy vědci zjistili, že změny v DNA způsobují rakovinu, hledají způsob, jak tyto změny napravit pomocí manipulace s DNA. Jedním z nalezených přístupů je terapie CRISPR.

Léčba CRISPR dokáže upravovat DNA lidských buněk stejně jako extrémně přesné a snadno ovladatelné nůžky. CRISPR upravuje geny tak, že pečlivě stříhá DNA a poté ji systematicky nechává opravit.

Jak terapie CRISPR funguje?

Technika CRISPR v laboratoři zahrnuje dva klíčové prvky: vodicí RNA a enzym pro řezání DNA, nejčastěji Cas9.

Aby bylo možné genetické nůžky CRISPR použít ke změně genomu, je třeba nejprve lokalizovat sekvenci DNA, která má být změněna. Jakmile je příslušná sekvence DNA identifikována, je určena jedna vodicí RNA (sgRNA), která ji rozpozná a připojí se k ní.

Sekvence vodicí RNA doplňuje sekvenci cílové DNA. To znamená, že vodicí RNA se v ideálním případě připojí pouze k cílové sekvenci DNA a nepřipojí se k jiným částem genomu.

Enzym Cas9 (molekulární nůžkový protein) se připojí k RNA a navede nůžky na přesné místo v genomu, kde je třeba provést střih.

Tento opravný proces může být řízen tak, aby upravil DNA v daném místě genomu. Například gen může být odstraněn nebo aktualizován, aby se opravily všechny chyby v jeho sekvenci.

V závislosti na tom, jak je systém CRISPR naprogramován, existují tři možné výsledky po vystřižení cílové sekvence:

Do DNA se vnese mutace, která řez zacelí.
Enzymy jsou navrženy tak, aby vytvářely řezy na obou stranách cílové DNA, aby se odstranila cílová DNA a znovu se spojily její konce.
Segment HDR může být do genomu vložen homologní rekombinací.

Jaké jsou obavy z CRISPR?

Dostat CRISPR do buněk je náročné. Vědci objevili techniku, jak toho dosáhnout pomocí viru, který byl zmutován tak, aby nesl geny pro vodicí RNA a Cas9. Vzhledem k tomu, že některé viry mohou infikovat různé typy buněk, mohou nakonec změnit například svalové buňky, ačkoli jejich záměrem byly jaterní buňky.
CRISPR se teprve nyní testuje na lidech a vědci se obávají, jak může tělo a imunitní systém reagovat na viry, které obsahují CRISPR, nebo na samotné prvky CRISPR. Protože tyto prvky jsou pro člověka neznámé, může imunitní systém napadnout a zničit buňky upravené pomocí CRISPR.
CRISPR občas přeruší DNA mimo cílový gen, což se označuje jako "off-target" řezání. Vědci se obávají, že takové neúmyslné změny mohou být příliš škodlivé a dokonce rakovinotvorné.
Dalším důležitým problémem je, že modifikace buněk v těle může neúmyslně změnit spermie nebo vaječné buňky, které mohou být předány budoucím generacím.

Etické otázky

Léčba CRISPR vyvolává i etické obavy. Níže jsou uvedeny některé etické problémy:

Jak již bylo řečeno, změna buněk v těle může omylem ovlivnit spermie nebo vaječné buňky, což se může přenést na další generace. Namísto léčení nemocí mohou být tyto změny hypoteticky využity ke zlepšení žádoucích vlastností.
Mnoho lidí se z morálního a náboženského hlediska staví proti využívání lidských embryí ve výzkumu. Obecně lze říci, že výzkum embryí může zahrnovat životaschopná nebo neživotaschopná embrya, která zbyla po IVF, nebo embrya vytvořená speciálně pro účely studie. Každý případ má své specifické etické problémy.
Existují obavy, že editace genomu bude omezena na bohaté, což prohloubí stávající rozdíly v přístupu ke zdravotní péči i k jiným léčebným postupům.

Neztrácejte čas! Snadno použitelná platforma, kterou může používat téměř každý.

Pomocí snadno použitelného nástroje můžete vytvářet úžasné infografiky, ilustrace nebo dokonce přeměnit svou práci na nádherný a srozumitelný plakát. Pozor na graf je pro vás vhodným nástrojem; můžete použít šablony nebo si dokonce vyžádat takovou, která bude přesně odpovídat vašim představám!

Zvyšte svůj výzkum pomocí ilustrací