Πώς λειτουργεί η θεραπεία CRISPR στη γονιδιακή θεραπεία;

Ο καρκίνος είναι εδώ και καιρό μια δύσκολη και ποικίλη ασθένεια που προκαλείται από αλλαγές στο DNA ενός ατόμου που ενεργοποιούν ογκογονίδια, ενώ αδρανοποιούν κατασταλτικούς παράγοντες του όγκου, προκαλώντας επίσης δυσλειτουργία του επιγονιδιώματος, το οποίο είναι υπεύθυνο για τον συντονισμό της φυσιολογικής γονιδιακής έκφρασης.

Συνοψίζοντας, ο καρκίνος είναι μια ασθένεια των κυττάρων που προκαλεί αλλαγές στο μεταβολισμό και τη δομή των κυττάρων, με αποτέλεσμα τα κύτταρα αυτά να αλλοιώνονται σε σημείο που να μην λειτουργούν πλέον σωστά και να αποφεύγουν τους αμυντικούς μηχανισμούς του ξενιστή.

Ένας μεγάλος αριθμός εμπειρογνωμόνων και επαγγελματιών αφιερώνει τη σταδιοδρομία του στη διερεύνηση του καρκίνου προκειμένου να κατανοήσει πλήρως όλες τις πολυπλοκότητες και τις ασάφειές του. Η εκμάθηση του τρόπου με τον οποίο αλλάζει το γονιδίωμα, του τρόπου με τον οποίο προσαρμόζεται το κύτταρο και του τρόπου με τον οποίο γίνεται η έναρξη της νόσου είναι ένας από τους κρίσιμους παράγοντες για την ανάπτυξη αποτελεσματικότερων θεραπευτικών επιλογών και τη βελτίωση των αποτελεσμάτων για τους ασθενείς με καρκίνο.

Η θεραπεία CRISPR έχει καθιερωθεί ως τεχνική για τη διερεύνηση της λειτουργίας των κυττάρων και έχει επηρεάσει σημαντικά την έρευνα για τον καρκίνο, με αποτέλεσμα νέα ευρήματα που αναμένεται να επιταχύνουν τη διάγνωση και τις θεραπείες.

Τι είναι η θεραπεία CRISPR;

Από τότε που οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι οι αλλαγές στο DNA προκαλούν καρκίνο, αναζητούν μια προσέγγιση για να διορθώσουν τις αλλαγές αυτές μέσω της χειραγώγησης του DNA. Και μια προσέγγιση που βρέθηκε είναι η θεραπεία CRISPR.

Η θεραπεία CRISPR μπορεί να επεξεργαστεί το DNA των ανθρώπινων κυττάρων με τον ίδιο τρόπο που μπορεί ένα εξαιρετικά ακριβές και εύχρηστο ψαλίδι. Το CRISPR επεξεργάζεται γονίδια κόβοντας προσεκτικά το DNA και στη συνέχεια αφήνοντας συστηματικά το DNA να επιδιορθωθεί.

Πώς λειτουργεί η θεραπεία CRISPR;

Η τεχνική CRISPR στο εργαστήριο περιλαμβάνει δύο βασικά στοιχεία: ένα RNA-οδηγό και ένα ένζυμο που κόβει το DNA, πιο συχνά το Cas9.

Για να χρησιμοποιηθεί το γενετικό ψαλίδι CRISPR για την αλλαγή ενός γονιδιώματος, πρέπει πρώτα να εντοπιστεί η αλληλουχία DNA που πρόκειται να τροποποιηθεί. Μόλις εντοπιστεί η σχετική αλληλουχία DNA, ένα απλό οδηγό RNA (sgRNA) προορίζεται να την αναγνωρίσει και να συνδεθεί με αυτήν.

Η αλληλουχία RNA-οδηγού συμπληρώνει την αλληλουχία DNA-στόχου. Αυτό σημαίνει ότι το RNA-οδηγός θα συνδεθεί ιδανικά μόνο με την αλληλουχία DNA-στόχου και δεν θα συνδεθεί με άλλα τμήματα του γονιδιώματος.

Το ένζυμο Cas9 (πρωτεΐνη μοριακού ψαλιδιού) συνδέεται με το RNA και καθοδηγεί το ψαλίδι στο ακριβές σημείο του γονιδιώματος όπου πρέπει να γίνει η κοπή.

Αυτή η διαδικασία επιδιόρθωσης μπορεί να τροποποιεί το DNA στο συγκεκριμένο σημείο του γονιδιώματος. Ένα γονίδιο, για παράδειγμα, μπορεί να εξαλειφθεί ή να ενημερωθεί για να επιδιορθώσει τυχόν σφάλματα στην αλληλουχία του.

Ανάλογα με τον τρόπο προγραμματισμού του συστήματος CRISPR, υπάρχουν τρία πιθανά αποτελέσματα μετά την αποκοπή της αλληλουχίας-στόχου:

Μια μετάλλαξη στο DNA εισάγεται για να επουλώσει την τομή.
Τα ένζυμα έχουν σχεδιαστεί για να παράγουν τομές και στις δύο πλευρές του DNA-στόχου, προκειμένου να αφαιρούν το DNA-στόχο και να επανασυνδέουν τα άκρα.
Ένα τμήμα του HDR μπορεί να εισαχθεί στο γονιδίωμα με ομόλογο ανασυνδυασμό.

Ποιες είναι οι ανησυχίες για το CRISPR;

Η εισαγωγή του CRISPR στο εσωτερικό των κυττάρων αποτελεί πρόκληση. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν μια τεχνική για να το επιτύχουν χρησιμοποιώντας έναν ιό που έχει μεταλλαχθεί ώστε να φέρει γονίδια για το RNA οδηγό και το Cas9. Επειδή ορισμένοι ιοί μπορούν να μολύνουν διάφορους τύπους κυττάρων, μπορεί να καταλήξουν να αλλοιώνουν, για παράδειγμα, μυϊκά κύτταρα, ενώ η πρόθεση ήταν ηπατικά κύτταρα.
Το CRISPR δοκιμάζεται μόλις τώρα σε ανθρώπους και οι επιστήμονες ανησυχούν για το πώς μπορεί να αντιδράσει ο οργανισμός και το ανοσοποιητικό σύστημα στους ιούς που περιλαμβάνουν το CRISPR ή στα ίδια τα στοιχεία CRISPR. Επειδή τα στοιχεία είναι άγνωστα στους ανθρώπους, το ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να επιτεθεί και να καταστρέψει τα κύτταρα που έχουν τροποποιηθεί με CRISPR.
Το CRISPR σπάει περιστασιακά το DNA εκτός του γονιδίου-στόχου, το οποίο είναι γνωστό ως "εκτός στόχου" κοπή. Οι επιστήμονες ανησυχούν ότι τέτοιες ακούσιες αλλοιώσεις μπορεί να είναι πολύ επιζήμιες, ακόμη και καρκινικές.
Ένα άλλο σημαντικό ζήτημα είναι ότι η τροποποίηση των κυττάρων μέσα στο σώμα μπορεί κατά λάθος να μεταβάλει τα κύτταρα του σπέρματος ή των ωαρίων, τα οποία μπορεί να μεταβιβαστούν στις μελλοντικές γενιές.

Ζητήματα δεοντολογίας

Η θεραπεία CRISPR εγείρει επίσης ηθικές ανησυχίες. Δείτε παρακάτω μερικές από τις ηθικές ανησυχίες:

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η αλλαγή των κυττάρων στο σώμα μπορεί λανθασμένα να επηρεάσει τα κύτταρα του σπέρματος ή των ωαρίων, τα οποία μπορεί να μεταβιβαστούν στις μελλοντικές γενιές. Αντί να θεραπεύουν ασθένειες, αυτές οι μεταβολές μπορούν υποθετικά να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση επιθυμητών χαρακτηριστικών.
Πολλά άτομα αντιτίθενται ηθικά και θρησκευτικά στη χρήση ανθρώπινων εμβρύων στην έρευνα. Σε γενικές γραμμές, η έρευνα σε έμβρυα μπορεί να περιλαμβάνει βιώσιμα ή μη βιώσιμα έμβρυα που έχουν απομείνει μετά από εξωσωματική γονιμοποίηση ή έμβρυα που δημιουργήθηκαν ειδικά για τη μελέτη. Κάθε περίπτωση έχει το δικό της μοναδικό σύνολο ηθικών ανησυχιών.
Υπάρχει η ανησυχία ότι η επεξεργασία του γονιδιώματος θα περιοριστεί στους πλούσιους, επιδεινώνοντας τα υπάρχοντα κενά στην πρόσβαση στην υγειονομική περίθαλψη καθώς και σε άλλες θεραπείες.

Μην χάνετε χρόνο! Μια πλατφόρμα εύκολη στη χρήση και σχεδόν όλοι μπορούν να τη χρησιμοποιήσουν.

Χρησιμοποιήστε ένα εύχρηστο εργαλείο για να δημιουργήσετε εντυπωσιακά infographics, εικονογραφήσεις ή ακόμη και να μετατρέψετε τη δουλειά σας σε μια υπέροχη και κατανοητή αφίσα. Mind The Graph είναι το κατάλληλο εργαλείο για εσάς- μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πρότυπα ή ακόμη και να ζητήσετε ένα που να ταιριάζει ακριβώς με την εργασία σας όπως την έχετε φανταστεί!

Αύξηση της έρευνάς μου με εικονογραφήσεις