Ako funguje terapia CRISPR v génovej terapii?

Rakovina je už dlho zložité a rôznorodé ochorenie spôsobené zmenami v DNA jedinca, ktoré aktivujú onkogény a zároveň inaktivujú nádorové supresory, čo spôsobuje aj dysreguláciu epigenómu, ktorý má na starosti koordináciu normálnej expresie génov.

Ak to zhrnieme, rakovina je ochorenie buniek, ktoré spôsobuje zmeny v metabolizme a štruktúre buniek, čím sa tieto bunky poškodia do takej miery, že už nefungujú správne a vyhýbajú sa obranným mechanizmom hostiteľa.

Veľké množstvo odborníkov a profesionálov sa venuje skúmaniu rakoviny, aby úplne pochopili všetky jej zložitosti a nejasnosti. Poznanie toho, ako sa mení genóm, ako sa bunka prispôsobuje a ako dochádza k iniciácii ochorenia, je jedným z rozhodujúcich faktorov pre vývoj účinnejších možností liečby a zlepšenie výsledkov pre pacientov s rakovinou.

Terapia CRISPR sa presadila ako technika na skúmanie funkcie buniek a výrazne ovplyvnila výskum rakoviny, čo viedlo k novým poznatkom, ktoré by mali urýchliť diagnostiku a liečbu.

Čo je terapia CRISPR?

Odkedy vedci zistili, že zmeny v DNA spôsobujú rakovinu, hľadali spôsob, ako tieto zmeny napraviť pomocou manipulácie s DNA. Jedným z nájdených prístupov je terapia CRISPR.

Liečba CRISPR dokáže upravovať DNA ľudských buniek rovnako ako mimoriadne presné a ľahko ovládateľné nožnice. CRISPR upravuje gény tak, že opatrne strihá DNA a potom systematicky umožňuje jej opravu.

Ako funguje terapia CRISPR?

Technika CRISPR v laboratóriu zahŕňa dve kľúčové postavy: vodiacu RNA a enzým na rezanie DNA, najčastejšie Cas9.

Ak chcete použiť genetické nožnice CRISPR na zmenu genómu, musíte najprv nájsť sekvenciu DNA, ktorá sa má zmeniť. Po identifikácii príslušnej sekvencie DNA sa má rozpoznať a pripojiť k nej jedna vodiaca RNA (sgRNA).

Sekvencia vodiacej RNA dopĺňa sekvenciu cieľovej DNA. To znamená, že vodiaca RNA sa v ideálnom prípade pripojí len k cieľovej sekvencii DNA a nepripojí sa k iným častiam genómu.

Enzým Cas9 (proteín molekulárnych nožníc) sa pripojí k RNA a navedie nožnice na presné miesto v genóme, kde je potrebné vykonať rez.

Tento proces opravy môže byť riadený tak, aby modifikoval DNA v danom mieste genómu. Napríklad gén sa môže odstrániť alebo aktualizovať, aby sa opravili všetky chyby v jeho sekvencii.

V závislosti od toho, ako je systém CRISPR naprogramovaný, existujú tri možné výsledky, keď sa cieľová sekvencia prereže:

Na zacelenie rezu sa do DNA zavedie mutácia.
Enzýmy sú navrhnuté tak, aby vytvárali rezy na oboch stranách cieľovej DNA s cieľom odstrániť cieľovú DNA a znovu spojiť konce.
Segment HDR môže byť vložený do genómu homologickou rekombináciou.

Aké sú obavy z CRISPR?

Dostať CRISPR do buniek je náročné. Vedci objavili techniku, ako to dosiahnuť pomocou vírusu, ktorý bol zmutovaný tak, aby niesol gény pre vodiacu RNA a Cas9. Keďže niektoré vírusy môžu infikovať rôzne typy buniek, môžu nakoniec zmeniť napríklad svalové bunky, hoci zámerom boli pečeňové bunky.
CRISPR sa práve testuje na ľuďoch a vedci sa obávajú, ako môže telo a imunitný systém reagovať na vírusy, ktoré obsahujú CRISPR, alebo na samotné prvky CRISPR. Keďže tieto prvky sú pre človeka neznáme, imunitný systém môže napadnúť a zničiť bunky upravené CRISPR.
CRISPR občas preruší DNA mimo cieľového génu, čo je známe ako "off-target" rezanie. Vedci sa obávajú, že takéto neúmyselné zmeny môžu byť príliš škodlivé a dokonca rakovinové.
Ďalším dôležitým problémom je, že modifikácia buniek v tele môže neúmyselne zmeniť spermie alebo vajíčka, ktoré sa môžu preniesť na budúce generácie.

Etické otázky

Liečba CRISPR vyvoláva aj etické obavy. Niektoré z nich sú uvedené nižšie:

Ako už bolo povedané, zmena buniek v tele môže omylom ovplyvniť spermie alebo vajíčka, čo sa môže preniesť na budúce generácie. Namiesto liečenia chorôb sa tieto zmeny môžu hypoteticky využiť na zlepšenie žiaducich vlastností.
Mnohí ľudia sú z morálneho a náboženského hľadiska proti používaniu ľudských embryí vo výskume. Vo všeobecnosti sa výskum embryí môže týkať životaschopných alebo neživotaschopných embryí, ktoré zostali po IVF, alebo embryí vytvorených špeciálne na účely štúdie. Každý prípad má svoj jedinečný súbor etických problémov.
Existujú obavy, že editácia genómu bude obmedzená na bohatých, čo prehĺbi existujúce rozdiely v prístupe k zdravotnej starostlivosti, ako aj k iným liečebným postupom.

Nestrácajte čas! Platforma je ľahko použiteľná a môže ju používať takmer každý.

Pomocou ľahko použiteľného nástroja môžete vytvárať úžasné infografiky, ilustrácie alebo dokonca transformovať svoju prácu na nádherný a zrozumiteľný plagát. Pozor na graf je pre vás vhodným nástrojom; môžete použiť šablóny alebo si dokonca vyžiadať takú, ktorá zodpovedá vašej úlohe presne podľa vašich predstáv!

Zvýšte svoj výskum pomocou ilustrácií