მემკვიდრეობითი დაავადებების მკურნალობა ნობელის პრემიის მფლობელი CRISPR გენური რედაქტირებით

გენეტიკურ მაკრატლად წოდებული და 2020 წლის ნობელის პრემიის ქიმიაშისაგნად ქცეული ძალიან ზუსტი და პრაქტიკული გენური რედაქტირების ტექნიკა CRISPR-ის მიღწევები germline (მემკვიდრეობითი) გენეტიკური დაზიანებების გამოსწორების ეპოქას იწყებს.

სწრაფმა, ზუსტმა და ადვილად გამოსაყენებელმა CRISPR-Cas9-მა გენომური რედაქტირება უფრო ეფექტური გახადა და ადამიანის germline-ის (სპერმატოზოიდითა და კვერცხუჯრედით გადაცემული მემკვიდრეობითი ხაზის) რედაქტირებაც უფრო განხორციელებადი გახდა. ამასთან, ზუსტმა / წერტილოვანმა რედაქტირებამ შეამცირა გენების რედაქტირების შესაჩერებლად შექმნილი ეთიკური ბარიერების და შიშების დიდი ნაწილი. 

სან-დიეგოში კალიფორნიის უნივერსიტეტის გამოყენებითი ეთიკის ინსტიტუტის თანადირექტორი დოქტორი ჯონ H. ევანსიწერს: „ადამიანის გენების რედაქტირებაზე ეთიკური დავა 50 წელზე მეტია გრძელდება“. „თითქმის მთელი ამ დროის განმავლობაში არსებობდა თანხმობა სომატურ და ადამიანის germline რედაქტირებას შორის მორალური განსხვავების შესახებ."

შენიშვნა: ადამიანის გენომის რუკის შედგენასთან ერთად კვლევებმა აჩვენა, რომ კიბოს გამომწვევი დაზიანებების ( მუტაციების ) უმეტესობა სხეულის, ანუ სომატურ უჯრედებში ვითარდება. მათ სომატური მუტაციები ეწოდება. ეს დაზიანებები შთამომავლობას მემკვიდრეობით არ გადაეცემა. თუმცა რეპროდუქციულ უჯრედებში წარმოქმნილი მუტაციების მცირე ნაწილი შთამომავლობას გადაეცემა და კიბოს რისკს ზრდის. ასეთებს germline / მემკვიდრეობითი მუტაციები ეწოდება.

• დაკავშირებული თემა: ოჯახური, მემკვიდრეობითი და სპორადული: კიბოში ხშირად აღრეული ცნებები

გენეტიკურ დაავადებებში მეცნიერებისგან დიდი მოლოდინია — ეთიკური დისკუსია უნდა შერბილდეს

Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ) ჟურნალში გამოქვეყნებულ სტატიაში ევანსი ამტკიცებს, რომ მრავალი ძლიერი ბიოეთიკური არგუმენტი, რომელიც ერთ დროს germline რედაქტირებას რთულ კონცეფციად აქცევდა, CRISPR-ის ეპოქაში შესუსტებას იწყებს.

ევანსი და სულ უფრო მეტი ეთიკოსი ამტკიცებს, რომ germline-სა და სომატური უჯრედების რედაქტირებას შორის სამეცნიერო აზროვნების დიდი ხნის გამყოფი მორალური ზღვარი აშკარად სუსტდება.

ჩინეთში CRISPR-ით ემბრიონების გენეტიკურად შემცვლელი და ლულუსა და ნანას სახელით ცნობილი ტყუპების შემქმნელი He Jianqui-ის 2018 წლის განცხადებამ მსოფლიოში სერიოზული შეშფოთება გამოიწვია და germline რედაქტირების პოლიტიკის გამკაცრებას შეუწყო ხელი. დაუფიქრებელი ადამიანური ექსპერიმენტისთვის მსოფლიო გაკიცხვის მიუხედავად, მისმა კვლევამ germline გენების მანიპულაციის უფრო ზომიერი აღქმისკენაც გახსნა კარი. პოლიტიკის შემქმნელები მემკვიდრეობით გენებზე კვლევის განხორციელების მითითებებს უფრო რბილი ტონით მიჰყვებოდნენ. როგორც ჩანს, სულ უფრო მეტ მეცნიერს სურდა germline DNA-ს მიმდევრობების მანიპულირებით პოტენციური მკურნალობის შექმნა.

ევანსმა PNAS-ში დაწერა: „ამჟამად აშშ-ისა და გაერთიანებული სამეფოს წამყვან ბიოეთიკურ დისკუსიაში, რომელსაც სამეცნიერო პოლიტიკაზე უდიდესი გავლენა აქვს, სომატური/germline განსხვავება შესუსტდა. ჩინეთი, germline-შეცვლილი ბავშვების დაბადების მიუხედავად, ადამიანის germline რედაქტირების მეორე საერთაშორისო სამიტს უძღვებოდა და იზიარებდა მოსაზრებას, რომ პრინციპულად ასეთი ჩარევა მისაღებია, თუკი CRISPR უსაფრთხოა და ადამიან მონაწილეთა დაცვა უზრუნველყოფილია."

მკურნალობის ახალი კლასი გაჩნდა: გენომური რედაქტირება

გენომური რედაქტირება რამდენიმე ტექნოლოგიას გულისხმობს, რომლებიც მეცნიერებს ორგანიზმის გენეტიკური კოდის ნაწილების „ხელახლა ჩაწერის“ საშუალებას აძლევს. DNA-ს მიმდევრობები შეიძლება წაიშალოს, თითქმის ნებისმიერ გენომურ ადგილას დამატება მიიღოს ან შეიცვალოს. სხვა ტექნოლოგიებისგან განსხვავებით, CRISPR-Cas9 უფრო სწრაფი, ეფექტური და ადვილად გამოსაყენებელია. ბიოლოგების მზარდი ნაწილის თქმით, CRISPR-მა ძლიერი ბიოლოგიური ინსტრუმენტით მისაღწევი შესაძლებლობების ახალი ჰორიზონტი გახსნა.

ამჯერად გამოგონება კი არა, „ღრმა დაკვირვება“

CRISPR მაღალტექნოლოგიურად გამოიყურება, თუმცა ლაბორატორიაში არ გამოუგონიათ. იგი ბაქტერიებსა და არქეებში არსებული ბუნებრივი გენომური რედაქტირების სისტემის ადაპტაციაა. ეს ორგანიზმები შემოჭრილი ვირუსებიდან გენეტიკური მასალის უკიდურესად მცირე მონაკვეთებს იღებს და მათგან CRISPR მიმდევრობებად წოდებულ DNA-ს სეგმენტებს ქმნის.

CRISPR-ის ეს განმეორებადი მიმდევრობები ბაქტერიებსა და არქეებს მომავალი შეჭრისთვის ვირუსების დამახსოვრების საშუალებას აძლევს. ვირუსების (ბაქტერიოფაგების) ხელახალი შეტევისას ბაქტერია ან არქეა CRISPR მიმდევრობებიდან RNA-ს წარმოქმნის და ვირუსულ გენებს უმიზნებს. შემდეგ Cas9 ფერმენტი ვირუსულ გენებს შლის და ვირუსს ეფექტურად ანადგურებს. ბევრ ასპექტში ეს დამახსოვრების უნარი უფრო პრიმიტიულ იმუნურ სისტემას ნიშნავს, რომელიც უფრო რთული ძუძუმწოვრის იმუნური სისტემის მეხსიერების B და T უჯრედების მსგავსად მოქმედებს.

ბერკლის კალიფორნიის უნივერსიტეტის ჯენიფერ დაუდნამ და პარიზის პასტერის ინსტიტუტის ემანუელ შარპენტიემ CRISPR-Cas9-ზე ერთობლივი მუშაობისთვის 2020 წლის ნობელის პრემია ქიმიაშიმიიღეს. ტექნოლოგია თავდაპირველად ალიკანტეს უნივერსიტეტის ესპანელმა ბიოლოგმა ფრენსის მოჰიკამ შეიმუშავა და დაასახელა, თუმცა იგი პრემიის მიმღებთა შორის არ ყოფილა.

ევანსი აღნიშნავს, რომ 2010-იანი წლების დასაწყისში CRISPR-ის ძლიერ ლაბორატორიულ ინსტრუმენტად გამოჩენისას მცდარი წარმოდგენა ჭარბობდა: „germline მოდიფიკაცია ყოველთვის შეუძლებელი იქნებოდა“.

ევანსის თქმით: „როდესაც გაირკვა, რომ ზოგიერთი მეცნიერი ლაბორატორიაში ადამიანის ემბრიონის შესაცვლელად CRISPR-ის გამოყენებას ცდილობდა, მრავალმა სამეცნიერო ჯგუფმა germline რედაქტირებაზე დოკუმენტები გამოაქვეყნა, უმეტესად ზიანის არმიყენების მოწოდებით."

მაგალითად, ევანსის თქმით, 2015 წლის აგვისტოში ამერიკის გენური და უჯრედული თერაპიის საზოგადოება და იაპონიის გენური თერაპიის საზოგადოება ადამიანის ემბრიონის უჯრედებში გენების რედაქტირებასა და მოდიფიკაციას „უსაფრთხოებისა და ეთიკური შეშფოთების“ გამო ეწინააღმდეგებოდა.

CRISPR-ით პირველი სამკურნალო ადამიანური ექსპერიმენტები დაიწყო

CRISPR-ით ადამიანების პირველი კლინიკური კვლევები დაიწყო. Intellia Therapeutics-ისა და Regeneron Pharmaceuticals-ის ჯგუფმა in vivo CRISPR ადამიანის „სომატური“ გენური რედაქტირების პირველი კლინიკური ცდა ჩაატარა. The New England Journal of Medicine ჟურნალში ჯგუფმა აღწერა ტრანსთირეტინის ამილოიდოზისთვის (ATTR ამილოიდოზი) CRISPR ტექნიკის შემუშავება და 1 ფაზის კლინიკური კვლევისფარგლებში ექვსი პაციენტისთვის NTLA-2001 მკურნალობის ჩატარება. ამ მცირე კვლევის შედეგები იმედისმომცემია.

დასკვნა

ეთიკური შიშების მიუხედავად, CRISPR-ის რევოლუციით გენური რედაქტირება ადამიანის უჯრედებში, მცენარეებსა და ცხოველებში დაინერგა. საწყისი მკაცრი პოზიცია და შიშები შერბილებას იწყებს, რადგან CRISPR-ს მსოფლიოში ყოველწლიურად მილიონობით ადამიანის მომცველი germline (მემკვიდრეობითი) დაავადებების მართვის მნიშვნელოვნად გაუმჯობესების პოტენციალი აქვს.

ადამიანში პირველი გენური რედაქტირების კლინიკური კვლევა სომატურ რედაქტირებას ეხება. მკურნალობა წარმატებისკენ მიდის. მთავარი კითხვაა, „რამდენ ხანს გაგრძელდება გენური რედაქტირება“. თაგვებში ცვლილებები 1 წლამდე სტაბილურია, ადამიანში კი აქამდე არ გამოცდილა. 28 დღის შედეგები დადებითია. germline რედაქტირებაზე შიშები რჩება. საერთო მითითება არ არსებობს. საჭიროა მკაფიო პრაქტიკული სახელმძღვანელო, რომელზეც მეცნიერები და ბიოეთიკოსები მუშაობენ. მემკვიდრეობითი დაავადებების საბოლოო მკურნალობა, როგორც ჩანს, მხოლოდ germline გენომური რედაქტირებითაა შესაძლებელი.

გენეტიკური ინსტრუმენტები სულ უფრო ძლიერდება, ამიტომ ყურადღება უნდა გავამახვილოთ, რატომ ვიყენებთ მათ და იდეაზე — „რაც შესაძლებელია, უნდა გაკეთდეს“.