Pētījums parāda gēnu rediģēšanas tehniku, lai aizsargātu pēcnācējus no pārmantojamām slimībām
Pētījums publicēts daba pirmo reizi ir parādījis, ka cilvēka embriju var koriģēt ļoti agrīnā embrija attīstības stadijā ar gēnu rediģēšana (saukta arī par gēnu korekciju) tehniku, ko sauc par CRISPR. Pētījums, kas tika veikts sadarbībā starp Salkas institūtu, Oregonas Veselības un zinātnes universitāti Portlendā un Pamatzinātņu institūtu Korejā, liecina, ka pētnieki ir koriģējuši patogēno gēnu mutāciju cilvēka embrija sirds slimībai, lai to novērstu. slimība tagadējos pēcnācējos un nākamajās paaudzēs. Pētījums sniedz nozīmīgu ieskatu, kā novērst tūkstošiem slimību, ko izraisa viena/vairākas mutācijas tikai vienā gēns.
Ar slimību saistītā viena gēna korekcija pirms dzīves sākuma
Sirds slimība, ko sauc par hipertrofisku kardiomiopātiju (HCM), ir visizplatītākais pēkšņas sirdsdarbības apstāšanās cēlonis, kas izraisa nāvi, un tas skar aptuveni 1 no 500 jebkura vecuma vai dzimuma cilvēkiem. Tiek uzskatīts, ka HCM ir visizplatītākā iedzimtā vai ģenētisks sirds stāvoklis visā pasaulē. To izraisa dominējošā gēna mutācija (MYBPC3), taču šī stāvokļa klātbūtne tiek atklāta tikai tad, kad ir par vēlu. Cilvēkiem ar šī gēna mutantu kopiju ir 50% iespēja nodot to saviem bērniem, un tādējādi šīs mutācijas labošana embrijos novērstu slimība ne tikai skartajiem bērniem, bet arī viņu nākamajiem pēcnācējiem. Izmantojot IVF (in vitro apaugļošanas) metodes, pētnieki injicēja koriģētos gēnu komponentus veselās donora olās, kas apaugļotas ar donora spermu. Viņu metodoloģija pieļauj pašas donora šūnas DNS remonts mehānismi, lai labotu mutāciju nākamās šūnu dalīšanās kārtas laikā. Mutāciju pamatā koriģē, izmantojot vai nu mākslīgu DNS secība vai oriģinālā MYBPC3 gēna nemutēta kopija kā sākuma veidne.
Pētnieki analizēja visas agrīno embriju šūnas, lai noskaidrotu, cik efektīvi mutācija tika labota. Tehnika no gēns rediģēšana, lai gan sākotnējā posmā ir atzīta par drošu, precīzu un efektīvu. Īsāk sakot, "tas darbojas". Pētniekiem bija pārsteidzoši redzēt, ka gēnu rediģēšana gāja ļoti labi, un viņi nesaskatīja nekādas blakusparādības, piemēram, nosakāmu blakusmērķa mutāciju indukciju un/vai genoma nestabilitāti. Viņi izstrādāja stabilu stratēģiju, lai nodrošinātu konsekventu labošanu visās embrija šūnās. Šī ir jauna stratēģija, par kuru līdz šim nav ziņots, un šī tehnoloģija veiksmīgi novērš slimību izraisošo viena gēna mutāciju, izmantojot DNS atjaunošanās reakcija, kas ir ļoti unikāla embrijiem tikai ļoti agrīnā ieņemšanas stadijā.
Ētiskas debates par gēnu rediģēšanu
Šādi sasniegumi cilmes šūnu tehnoloģijās un gēnu rediģēšana – lai gan tas vēl ir ļoti zīdaiņa vecumā – ir devušas cerību, ka, iespējams, miljoniem cilvēku manto slimību izraisošas mutācijas savos gēnos, parādot paņēmienu, kā novērst un izārstēt vairākas šādas slimības. Šī pētījuma potenciāls ir milzīgs un ietekmīgs; tomēr tas ir ētiski apspriežams temats, un jebkuri soļi šādu pētījumu virzienā ir jāveic piesardzīgi, ņemot vērā visus nepieciešamos ētiskos spriedumus. Citi šķēršļi šāda veida pētījumiem ietver neatbalstīšanu embriju izpētei un jebkādu klīnisku pētījumu aizliegumu, kas saistīti ar dzimumšūnu (šūnas, kas kļūst par spermu vai olām) ģenētisko modifikāciju. Viens no gadījumiem, ko pētnieki ir kategoriski norādījuši, ir rūpīga izvairīšanās no neparedzētu mutāciju ieviešanas dīgļu līnijā.
Autori paziņojuši, ka viņu pētījums pilnībā atbilst ieteikumiem 2016. gada ceļvedī “Cilvēks Genoma rediģēšana: Zinātne, ētika un pārvaldība”, ko izstrādājusi Nacionālā Zinātņu akadēmija, ASV.
Ar iespējām radīt milzīgu ietekmi
Šī pētījuma rezultāti publicēti daba parādīt embriju lielo potenciālu gēnu rediģēšana. Šis ir pirmais un lielākais pētījums šajā jomā gēnu rediģēšana. Tomēr šī izpētes joma ir apgrūtināta ar reālistisku ieguvumu un risku novērtējumu, kā arī nepārtrauktu procedūras drošības un efektivitātes novērtējumu plašākā perspektīvā.
Šim pētījumam būs milzīga ietekme uz iespējamo izārstēšanas līdzekļu atklāšanu tūkstošiem slimību, ko izraisa atsevišķu gēnu mutācijas. "Ļoti tālā nākotnē" rediģētos embrijus varētu pārstādīt dzemdē ar mērķi iestāties grūtniecība, un šāda procesa laikā klīniskā izpētē varētu uzraudzīt embrijus, kad tie attīstās par pēcnācējiem. Šobrīd tas izklausās tālu, bet tas ir šī pētījuma paredzētais ilgtermiņa mērķis. Pamatdarbs ir veikts, tuvinot zinātniekus vienu soli tuvāk mantojuma izciršanai ģenētiskās slimības no cilvēku pēcnācējiem.
***
{Jūs varat izlasīt oriģinālo pētījumu, noklikšķinot uz DOI saites, kas norādīta tālāk citēto avotu sarakstā}
Avots (-i)
Hong M et al. 2017. Patogēnas gēna mutācijas korekcija cilvēka embrijos. daba. https://doi.org/10.1038/nature23305
