#26 - 02/2023

η γονιδιακή επεξεργασία CRISPR σε ανθρώπινα έμβρυα προκαλεί χρωμοσωμικό χάος

Τρεις μελέτες που δείχνουν μεγάλες διαγραφές και ανακατατάξεις DNA αυξάνουν τις ανησυχίες για την ασφάλεια σχετικά με την επεξεργασία του κληρονομικού γονιδιώματος.

Μια σειρά πειραμάτων που χρησιμοποιούν το εργαλείο γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR-Cas9 για την τροποποίηση ανθρώπινων εμβρύων αποκάλυψε πώς η διαδικασία μπορεί να επιφέρει μεγάλες, ανεπιθύμητες αλλαγές στο γονιδίωμα στο σημείο-στόχο ή κοντά σε αυτό.

Οι μελέτες δημοσιεύθηκαν αυτόν τον μήνα στον server προδημοσιεύσεων bioRxiv και δεν έχουν ακόμη αξιολογηθεί από ομότιμους [peer review]. Αλλά όλες μαζί, δίνουν στους επιστήμονες μια καλή ματιά σε αυτό που κάποιοι λένε ότι είναι ένας υποτιμημένος κίνδυνος της επεξεργασίας CRISPR-Cas9. Προηγούμενα πειράματα έχουν αποκαλύψει ότι το εργαλείο μπορεί να προκαλέσει γονιδιακές μεταλλάξεις «εκτός στόχου» μακριά από το σημείο-στόχο, αλλά οι κοντινές αλλαγές που εντοπίστηκαν στις τελευταίες μελέτες μπορεί να διαφύγουν από τις συνήθεις μεθόδους αξιολόγησης.
«Οι επιπτώσεις πάνω στον στόχο είναι πιο σημαντικές και θα ήταν πολύ πιο δύσκολο να εξαλειφθούν», λέει ο Gaetan Burgio, γενετιστής στο εθνικό πανεπιστήμιο της Αυστραλίας στην Καμπέρα.

Αυτές οι ανησυχίες για την ασφάλεια είναι πιθανό να επηρεάσουν τη συνεχιζόμενη συζήτηση σχετικά με το αν οι επιστήμονες θα πρέπει να επεξεργάζονται ανθρώπινα έμβρυα για την πρόληψη γενετικών ασθενειών - μια διαδικασία που είναι αμφιλεγόμενη επειδή δημιουργεί μια μόνιμη αλλαγή στο γονιδίωμα που μπορεί να μεταβιβαστεί από γενιά σε γενιά. «Αν η επεξεργασία ανθρώπινων εμβρύων για αναπαραγωγικούς σκοπούς ή η επεξεργασία της βλαστικής σειράς ήταν διαστημική πτήση, τα νέα δεδομένα ισοδυναμούν με έκρηξη του πυραύλου στην εξέδρα εκτόξευσης πριν από την απογείωση», λέει ο Fyodor Urnov, ο οποίος μελετά την επεξεργασία του γονιδιώματος στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ, αλλά δεν συμμετείχε σε καμία από τις τελευταίες έρευνες.

Ανεπιθύμητα αποτελέσματα

Οι ερευνητές έκαναν τα πρώτα πειράματα με τη χρήση του CRISPR για την επεξεργασία ανθρώπινων εμβρύων το 2015. Έκτοτε, μια χούφτα ομάδες σε όλο τον κόσμο έχουν αρχίσει να διερευνούν τη διαδικασία, η οποία αποσκοπεί στην ακριβή επεξεργασία των γονιδίων. Αλλά τέτοιες μελέτες εξακολουθούν να είναι σπάνιες και γενικά υπόκεινται σε αυστηρές ρυθμίσεις.
Η τελευταία έρευνα υπογραμμίζει πόσο λίγα είναι γνωστά για το πώς τα ανθρώπινα έμβρυα επιδιορθώνουν το DNA που κόβεται από τα εργαλεία επεξεργασίας γονιδιώματος - ένα βασικό βήμα στην επεξεργασία CRISPR-Cas9, λέει η βιολόγος αναπαραγωγής Mary Herbert από το βρετανικό πανεπιστήμιο του Newcastle. «Χρειαζόμαστε έναν βασικό οδικό χάρτη για το τι συμβαίνει εκεί μέσα πριν αρχίσουμε να το χτυπάμε με ένζυμα που κόβουν το DNA», λέει η ίδια.
Η πρώτη προδημοσίευση αναρτήθηκε στο διαδίκτυο στις 5 Ιουνίου από την αναπτυξιακή βιολόγο Kathy Niakan του Ινστιτούτου Francis Crick στο Λονδίνο και τους συναδέλφους της. Στην εν λόγω μελέτη οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το CRISPR-Cas9 για να δημιουργήσουν μεταλλάξεις στο γονίδιο POU5F1, το οποίο είναι σημαντικό για την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Από τα 18 γονιδιακά τροποποιημένα έμβρυα, περίπου το 22% περιείχε ανεπιθύμητες αλλαγές που επηρέαζαν μεγάλες εκτάσεις του DNA που περιβάλλει το POU5F1. Περιελάμβαναν αναδιατάξεις DNA και μεγάλες διαγραφές αρκετών χιλιάδων γραμμάτων DNA - πολύ μεγαλύτερες από αυτές που συνήθως επιδιώκουν οι ερευνητές που χρησιμοποιούν αυτή την προσέγγιση.

Μια άλλη ομάδα, με επικεφαλής τον βιολόγο βλαστοκυττάρων Dieter Egli του πανεπιστημίου Κολούμπια της Νέας Υόρκης, μελέτησε έμβρυα που δημιουργήθηκαν με σπέρμα που έφερε μια μετάλλαξη που προκαλεί τύφλωση σε ένα γονίδιο που ονομάζεται EYS. Η ομάδα χρησιμοποίησε το CRISPR-Cas9 για να προσπαθήσει να διορθώσει αυτή τη μετάλλαξη, αλλά περίπου τα μισά από τα έμβρυα που εξετάστηκαν έχασαν μεγάλα τμήματα του χρωμοσώματος - και μερικές φορές ολόκληρο το χρωμόσωμα - στο οποίο βρίσκεται το EYS.

[...]

...η συνέχεια στο έντυπο τεύχος του Cyborg.
[ σημεία διακίνησης ]

Τίτλος πρωτότυπου: «CRISPR gene editing in human embryos wreaks chromosomal mayhem»
Μετάφραση: Harry Tuttle