Genredigering med CRISPR kan introducere andre defekter
Den molekylære CRISPR-saks har potentiale til at revolutionere behandlingen af genetiske sygdomme ved at korrigere specifikke defekte dele af et genom.
Desværre er der en hage: Under visse omstændigheder kan redigering føre til nye genetiske defekter – som i tilfældet med kronisk granulomatøs sygdom. Det viser ny forskning fra ImmuGene ved Zürich Universitet (UZH) udgivet i tidsskriftet Communications Biology.
Kronisk granulomatøs sygdom er en sjælden arvelig sygdom, som rammer omkring én ud af 120.000 mennesker. Sygdommen svækker immunforsvaret og gør patienterne modtagelige for alvorlige og endda livstruende infektioner.
Det skyldes, at der mangler to bogstaver, kaldet baser, i DNA-sekvensen i NCF1-genet. Fejlen betyder, at der ikke kan produceres et enzymkompleks, som spiller en vigtig rolle i immunforsvaret mod bakterier og skimmelsvampe.
Se også: CRISPR-Cas9 – bag om den revolutionerende genetiske schweizerkniv
CRISPR-værktøjet korrigerer mutation
Det er nu lykkedes forskerholdet at bruge CRISPR-systemet til at indsætte de manglende bogstaver på det rigtige sted. De udførte eksperimenterne i cellekulturer af immunceller, der havde den samme genetiske defekt som mennesker med kronisk granulomatøs sygdom.
”Dette er et lovende resultat for brugen af CRISPR-teknologi til at korrigere den mutation, der ligger til grund for denne sygdom,” siger Janine Reichenbach, der er professor i somatisk genterapi ved University Children’s Hospital Zurich og Institute for Regenerative Medicine ved UZH.
Se også: Forskere får træer til at blomstre i løbet af måneder med CRISPR
Reparererede celler med nye defekter
Nogle af de nye reparerede celler viste nu nye defekter. Hele sektioner af kromosomet, hvor reparationen havde fundet sted, manglede. Årsagen til dette er NCF1-genets særlige genetiske konstellation: Det findes tre gange på det samme kromosom: en gang som aktivt gen og to gange i form af pseudogener.
Disse har samme sekvens som det defekte NCF1 og bruges normalt ikke til at danne enzymkomplekset.
CRISPR’s molekylære saks kan ikke skelne mellem de forskellige versioner af genet og klipper derfor af og til DNA-strengen flere steder på kromosomet – både ved det aktive NCF1-gen og ved pseudogenerne.
Når sektionerne efterfølgende samles igen, kan hele gensegmenter være forkert justeret eller mangle. De medicinske konsekvenser er uforudsigelige og kan i værste fald bidrage til udviklingen af leukæmi.
”Det maner til forsigtighed, når man bruger CRISPR-teknologien i en klinisk sammenhæng,” siger Janine Reichenbach.
Se også: Dansk forskning kan sikre, at CRISPR ikke klipper i de forkerte gener
Søger en mere sikker metode
For at minimere risikoen testede forskerne en række alternative tilgange, herunder modificerede versioner af CRISPR-komponenter.
De undersøgte også muligheden for at bruge beskyttende elementer, der reducerer sandsynligheden for, at den genetiske saks klipper kromosomet flere steder på samme tid. Desværre var ingen af disse foranstaltninger i stand til helt at forhindre de uønskede bivirkninger.
”Denne undersøgelse fremhæver både de lovende og udfordrende aspekter af CRISPR-baserede behandlinger,” siger medforfatter Martin Jinek, der er professor ved UZH’s afdeling for biokemi.
Undersøgelsen giver ifølge ham værdifuld indsigt i udviklingen af genredigeringsbehandlinger for kronisk granulomatøs sygdom og andre arvelige lidelser, men der er bryg for yderligere teknologiske fremskridt for at gøre metoden mere sikker og effektiv i fremtiden.
Se også: Nyheder om bioteknologi