Zkoušky CRISPR brzy začnou u lidí – ale stále nevíme, jak dobře to funguje u opic

Studie opic vypadají povzbudivě, ale ukazují, že o technologii úpravy genů je stále co učit. Podle

• Emily Mullinová archivní stránka

11. dubna 2018

VCG | Getty

Někdy v tomto roce se lidé v USA a Evropě začnou léčit na nemoci pomocí nástroje CRISPR pro úpravu genů, ale zůstává velkou otázkou – bude to skutečně fungovat?

Naši primáti možná mají odpověď.

První použití CRISPR k úpravě lidských buněk v misce bylo hlášeno v roce 2013. Od té doby se o něm mluví jako o snadném způsobu, jak změnit lidskou DNA, a slibuje, že odstraní to, co jsou v současnosti smrtelné nebo celoživotní neduhy, jedinou léčbou, která je opraví na genetické úrovni. vykořenit.

Ale protože řezání DNA by trvale změnilo něčí genom, vědci se musí před použitím u lidí ujistit, že CRISPR je bezpečný a účinný. Myši nejsou vždy přesným způsobem, jak předpovědět, jak lidé zareagují na novou terapii, takže vědci se často obracejí na opice jako na zlatý standard ve výzkumu, který míří na kliniku.

V současné době není k dispozici mnoho publikovaných údajů o použití CRISPR u opic, ale první výsledky z malých studií ukazují na vyhlídku na vyléčení některých nemocí – a na výzvy v jiných případech.

Některé z probíhajících experimentů CRISPR na opicích zahrnují krevní poruchy, jako je srpkovitá anémie a beta talasémie. CRISPR by mohl být ideální pro obě onemocnění, myslí si vědci, protože každá je způsobena mutacemi v jediném genu, který vytváří hemoglobin, protein v červených krvinkách, který přenáší kyslík do celého těla. Obě nemoci by mohly být opraveny jediným genetickým zlomem.

Cílem je použít CRISPR k vyřazení určité části DNA a zapnutí spínače k ​​produkci fetálního typu hemoglobinu, který se po narození obvykle vypne. To by pacientům poskytlo dostatek zdravého hemoglobinu, aby odstranili jakékoli příznaky onemocnění.

Výzkumníci jako Cynthia Dunbar z National Institutes of Health testují tento přístup na krvetvorných kmenových buňkách nalezených v kostní dřeni. Tyto buňky jsou extrahovány z opic, změněny pomocí CRISPR v laboratoři a poté infundovány zpět do dřeně opic, aby vyrostly a vytvořily nové, zdravé krvinky.

Zvyšování úrovně

Aby bylo ošetření účinné, je třeba upravit určité procento buněk. Dunbar říká, že u opic, které studuje, to zpočátku vypadá dobře, ale po třech až čtyřech měsících má potřebnou úpravu jen asi 5 procent buněk. Ke zmírnění srpkovitosti byste pravděpodobně potřebovali něco blížící se 20 procentům, říká.

Související příběh

Související příběh Výzkumníci stojící za kontroverzním dokumentem připustili, že jejich výsledky mohou být chybné.

Hans-Peter Kiem z Fred Hutchinson Cancer Research Center také pracuje na problému srpkovitosti u opic. Jeho týmu se podařilo extrahovat určitý typ kmenových buněk z krve opic, upravit buňky pomocí CRISPR a vrátit je zpět do zvířat. Míra úprav byla 40 procent a efekty trvaly déle než šest měsíců.

Vzhledem k tomu, že opice jsou tak podobné lidem, nemyslím si, že překlad této práce na lidi bude velkým problémem, říká Kiem. Používáme stejnou technologii, jakou bychom použili u pacientů.

Jedním z problémů s CRISPR byla možnost, že dojde k náhodným řezům do jiných částí genomu, které nejsou zaměřeny. Kiem říká, že ještě neviděl žádný z těchto takzvaných off-target efektů u opic, ale jeho tým sekvenuje genomy opic léčených CRISPR, aby se ujistil.

Biotechnologická firma CRISPR Therapeutics používá podobný přístup v klinické studii beta thalasémie, která má v Evropě začít letos. Společnost říká, že také plánuje požádat regulátory, aby schválili studii o léčbě srpkovité anémii u lidí.

Úprava oka

Editas Medicine mezitím používá opice k testování své terapie založené na CRISPR na druh zděděné slepoty.

Společnost se sídlem v Cambridge ve státě Massachusetts chce napravit typ Leberovy vrozené amaurózy, vzácné genetické poruchy, která způsobuje těžkou ztrátu zraku. Někteří lidé s ním se narodí slepí nebo začnou ztrácet zrak, když jsou ještě velmi mladí.

Charles Albright, hlavní vědecký pracovník společnosti Editas, říká, že jeho tým použil CRISPR k nápravě mutace způsobující onemocnění v nejméně 10 procentech buněk citlivých na světlo, nazývaných fotoreceptory, v očích opic. Léčba se aplikuje injekčně přímo do oka.

To by nestačilo k návratu normálního zraku, ale Albrightová říká, že by to pacientům umožnilo vidět přiměřeně dobře a možná žít nezávisleji.

Myslíme si, že máme potenciál obnovit schopnost fotoreceptorů detekovat světlo, což je první krok k tomu, abychom byli schopni konstruovat vidění, říká. V roce 2015 Editas řekl, že terapie bude testována na lidech do roku 2017, ale kvůli výrobnímu problému musela odložit začátek své první klinické studie. Společnost má nyní v úmyslu požádat americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv letos o souhlas se zahájením této studie.

Knokauty

Ale tady je háček: opice, na kterých Dunbar a Kiem pracovali, neměly srpkovitou anémii. Místo hledání známek zlepšujících se symptomů použili krevní test k měření hladiny fetálního hemoglobinu v tělech zvířat. Podobně opice Editas nemají ztrátu zraku – vědci odebrali tkáň ze sítnice zvířat a sekvenovali DNA, aby potvrdili, že provedli správnou úpravu.

Vědci by mohli získat lepší představu o tom, zda se terapie CRISPR u opic promítne do léčby pro lidi, pokud zvířata měla stejné mutace způsobující nemoci jako lidé.

I zde může pomoci genová editace. Jon Hennebold, výzkumník z Oregon National Primate Research Center, injekčně aplikuje CRISPR do opičích embryí, aby choval zvířata s geneticky přesnějšími ekvivalenty lidských nemocí.

Cílem je deaktivovat určité segmenty DNA, aby se znovu vytvořily mutace, o kterých je známo, že způsobují onemocnění u lidí. Tato embrya pak mohou být použita k umělému oplodnění opičích samic, které porodí opice s genetickými mutacemi téměř identickými s těmi u lidí.

Hennebold se snaží vytvořit tyto knockout modely pro lidské nemoci, jako je dědičná slepota a hluchota, mimo jiné. Jeho laboratoř zatím takové opice úspěšně nerozmnožila – vědci upravují embrya a testují je, aby se ujistili, že vytvořili požadované mutace. Dalším krokem bude přenos takových embryí do samic opic, aby se vytvořilo živé potomstvo, které lze použít pro pozdější studie.

Právě teď se snažíme vytvořit sklad nebo knihovnu embryí, která jsou relevantní pro různé nemoci, říká Hennebold.

Pokud se práce zdá pomalá a pečlivá, je to proto, že je. Hennebold říká, že vědci musí s klinickými zkouškami CRISPR na lidech postupovat opatrně, protože u opic bylo provedeno tak málo práce. Stále existuje otázka, zda CRISPR způsobí imunitní reakce, například a mimocílové účinky jsou problémem.

Jen nevíme dost o tom, co dělá mimo region, který chceme změnit, říká.

skrýt