Hibázik a géntechnológiai olló

Emberi csontváz

A CRISPR-Cas9 néven ismertté vált génszerkesztési technika, amely talán a század legnagyobb biotechnológiai ígérete, a jelek szerint mégsem tökéletes: hajlamos módosítani a DNS-szöveget ott is, ahol nem kéne.

A modern genomszerkesztési eljárások nemcsak génmódosított élőlények létrehozására alkalmasak, hanem a gének funkciójának kutatásában is kulcsszerepet játszanak, s ami még lényegesebb: a hibás gének kijavításához, a génterápiához is eszközt adhatnak a kezünkbe. A legújabb technika, a baktériumoktól kölcsönzött génszerkesztő enzimet alkalmazó CRISPR-Cas9 gyorsaságának, egyszerűségének és pontosságának köszönhetően annyira ígéretes, hogy bár alig pár éve fedezték fel, máris emberi klinikai kísérleteket indítanak vele. A CRISPR-Cas9 technológia a szövegszerkesztőkből ismert „kivágás és beillesztés" (cut-and-paste) egyfajta géntechnológiai megfelelője, amely képes lehet egy hibás DNS-szakasz kivágására és a megfelelő szekvenciával való helyettesítésére.

Nem árt az óvatosság

Meglehet azonban, hogy a túlzott lendület mellé elkélne kicsit több óvatosság is. A Columbia Egyetem (USA) Orvostudományi Központja, Genomikai Orvostani Intézete és Táplálkozástudományi Intézete által irányított kutatócsoport a Nature Methods című folyóiratban most adta hírül, hogy a CRISPR-Cas9 rendszerrel végzett génszerkesztés nyomán nem szándékolt mutációk százai jelennek meg a génállományban.

DNS modellje kromoszómákkal Forrás: BSIP/VEM / BSIP/Vem

Döntő fontosságúnak érezzük, hogy a tudományos közösség tisztában legyen a CRISPR által okozott valamennyi szándékolatlan mutáció kockázatával, beleértve a genom nemkódoló részére eső pontmutációkat is" – hangsúlyozta Stephen Tsang, a tanulmány egyik szerzője.

Az eredmény már csak azért sem hagyható figyelmen kívül, mert Kínában az idén megkezdődött az első, CRISPR-t alkalmazó emberi klinikai kísérlet, az Egyesült Államokban pedig a jövő évre tervezték az ilyen jellegű humán vizsgálatok megindítását. Márpedig a jelek szerint a CRISPR, noha alapvetően egyetlen jól meghatározott DNS-szekvenciát vesz célba, olykor a genom más területeit is módosítja. Az eddigi tanulmányok számítógépes jósló algoritmusok segítségével próbálták azonosítani a genom azon részeit, amelyek a szándékolatlan módosítás veszélyének vannak kitéve, majd ezeket a területeket ellenőrizték vissza, főleg kivágások és betoldások (ún. deléciók és inszerciók) után kutatva.

Nem biztos, hogy az élőlényben is hibátlanul működik

„Ezek a jósló algoritmusok viszonylag jól teljesítenek, amíg Petri-csészében CRISPR-ral módosított sejtekről van szó, de élő állatban eddig még senki nem bizonyosodott meg teljesgenom-szekvenálással a célterületen kívül eső mutációk jelenlétéről" – hívta fel a figyelmet Alexander Bassuk az Iowai Egyetemről, aki szintén közreműködött a tanulmányban. A most publikált munka során a kutatók egy korábbi kísérletben CRISPR génszerkesztésen átesett egerek teljes génállományát megszekvenálták, és minden mutációt megkíséreltek megtalálni – azokat is, amelyek csupán egyetlen nukleotidot érintenek.

A tudósok megerősítették, hogy a CRISPR elvégezte a dolgát: sikeresen kijavította azt a vakságot okozó génmutációt, amely a kísérleti génterápia célpontja volt.

Emellett azonban – amint azt Vinit Mahajan szemészprofesszor és PhD-hallgatója, Kellie Schaefer észrevették – a génterápián egymástól függetlenül átesett két egér génállománya mintegy 1500 helyen szenvedett el egynukleotidos mutációt, és több mint 100 helyen tartalmazott hosszabb beszúrásokat vagy törléseket. A szándékolatlan hatások jóslására széles körben használt számítógépes programok egyik se jósolta meg előre e mutációk bekövetkeztét.

Forrás: Origo

Korábban rejtve maradtak a szándékolatlan mutációk

„Azok előtt a kutatók előtt, akik nem teljesgenom-szekvenálással keresik a szándékolatlan mutációkat, e potenciálisan lényeges melléktermékek rejtve maradhatnak – emelte ki Tsang. – Pedig egyetlen nukleotid megváltozása is beláthatatlan következményekkel járhat."

Bassuk ugyanakkor hozzátette, hogy ezek a konkrét egerek semmi nyilvánvaló jelét nem mutatták annak, hogy bajuk lenne. „A CRISPR-ba vetett bizalmunk továbbra is töretlen – szögezte le Mahajan. – Orvosok vagyunk, így nem lepődünk meg azon, hogy minden kezelésnek vannak lehetséges mellékhatásai. Csak fontos, hogy tudjuk, mik azok."

A DNS modellje Forrás: BSIP/JACOPIN / BSIP/Jacopin

A kutatók most a CRISPR módszer továbbfejlesztésén fáradoznak: annak érdekében, hogy az eljárás még biztonságosabbá váljék, mind a génszerkesztő enzimet, mind az azt célba juttató ún. irányító RNS-t úgy optimalizálják, hogy a szerkesztés még hatékonyabb és pontosabb legyen.

Reményeink szerint ezek az eredmények másokat is arra ösztönöznek majd, hogy a CRISPR beavatkozásaik által okozott szándékolatlan mutációkat teljesgenom-szekvenálással ellenőrizzék, és törekedjenek a módszer különböző változatainak kipróbálására, amelyekkel elérhetjük a lehető legbiztonságosabb és legpontosabb génszerkesztést"

– összegezte Tsang.