Læknaneminn - 01.04.2016, Page 37

Ri
trý
nt
e
fn
i
37
β-glóbín genið. Jafnframt voru fósturvísarnir
tíglaðir (e. mosaic), það er genabreytingin
sem átti sér stað var ekki einsleit í öllum
frumum hvers fósturvísis25. Auk þess fundust
erfða breytingar vegna CRISPR/Cas9 utan
markgensins annars staðar í erfðamengi
fósturvísanna (e. off­target mutations). Vegna
tíglunar fósturvísanna var erfitt að áætla
umfang þessara stökkbreytinga25.
Sé markmiðið að erfðabreyta fóstur vísum, til
dæmis til að gera við erfðagalla, yrði að ganga
úr skugga um að engar skaðlegar utanmarks-
stökkbreytingar (e. off­target mutation) hafi
átt sér stað við erfða breytinguna. Þá þyrfti
helst að rað greina allt erfða mengi fóstur-
vísanna. Einnig væru líkur á tíglun fóstur
svo enn erfiðara væri að gera sér grein fyrir
óvelkomnum stökkbreytingum.
Ef um víkjandi erfðagalla er að ræða eru líkur
á að ákveðinn hluti fósturvísa sé án erfða-
gallans áður en CRISPR aðferðinni er beitt,
þar sem ólíklegt er að annað hvort foreldranna
sé arfhreint fyrir erfðagallanum. Í þeim
tilfellum er því mun auðveldara og öruggara
að skima fóstur vísana eftir glasafrjóvgun og
velja úr heil brigða fósturvísa í stað þess að
reyna að gera við genagallann. Slík skimun er
tæknilega möguleg í dag og er framkvæmd
þegar pör sem gangast undir glasafrjóvgun
vita að þau bera erfðagalla sem þau vilja
forðast að berist áfram til næstu kynslóðar26.
Notkun CRISPR í meðferð
sjúkdóma
Vísindamenn horfa til CRISPR tækninnar
með meðferð erfðasjúkdóma í huga. Vöðva-
visnun (e. muscular dystrophy) er einn af
þeim sjúkdómum. Duchenne vöðva visnun
(e. DMD, Duchenne muscular dystrophy) er
ein undir tegund sem orsakast af gena galla í
dystro phin geninu vegna úr fellingar á X-litn-
ingi (Xp21)27. Dystro phin er mikil vægt prótín
sem styrkir vöðva þræði en án þess rýrna þeir.
Engin lækning er til við Duchenne vöðva-
visnun en helsta meðferð við sjúk dómnum er
sjúkra þjálfun ásamt iðju þjálfun auk öndunar-
aðstoðar á síðari stigum sjúkdómsins27. Erfitt
væri að gera við dystrophin genið vegna stærðar
þess en meðferðar aðilar hafa spáð því að stytt
en starf hæf út gáfa dys trophin gæti dregið úr
ein kennum sjúk dómsins. Þrír rannsóknar-
hópar tilkynntu í lok síðasta árs að þeim
hefði tekist að klippa burt hluta af gölluðu
dystrophin geni með CRISPR aðferðinni í
músamódeli af DMD. Rannsakendur notuðu
veirugenaferju til að koma Cas9 og viðeigandi
leiðsögu-RNA inn í vöðvafrumur músanna.
Ekki fundust teljanlegar vísbendingar um
utanmarksstökkbreytingar auk þess sem
gert var við dystrophin genið til fram búðar.
Mýsnar stóðu sig betur í vöðva prófum en
áður, þó ekki jafn vel og heilbrigðar mýs. Þótt
inngripið læknaði mýsnar ekki að fullu, ber
að hafa í huga að þetta eru fyrstu tilraunir
af þessu tagi. Stórt framfaraskref hefur verið
tekið því vísinda mönnum tókst að erfða breyta
sér hæfðum starfsfrumum í lifandi tilraunar-
dýri með CRISPR tækninni. Takist vísinda-
mönnum að sýna fram á öryggi aðferðar innar
gæti þetta þýtt nýtt meðferðar úrræði fyrir
DMD-sjúklinga á næstu árum28.
CRISPR meðferðarúrræði gæti reynst
notadrjúgt gegn erfiðum veirusýkingum líkt
og lifrarbólgu B og HIV. Lifrarbólga B er
enn stórt vandamál þrátt fyrir ný lyf og góð
bóluefni. Þegar lifrarbólgu B veiran (HBV)
smitar lifrar frumu fer mjög stöðugt hring laga
erfðaefni veirunnar, cccDNA, inn í kjarna
frumanna. Lyf geta haldið sýking unni niðri
en ná ekki að útrýma cccDNA úr smituðum
frumum. Því ná þau sjaldnast að útrýma smiti
alveg og þannig koma í veg fyrir afleiðingar
langvinnrar sýkingar (til dæmis skorpulifur).
Hér gæti CRISPR erfðameðferð verið
spennandi kostur. Hug myndir eru um að nota
Cas9 til að kljúfa cccDNA og ráðast þannig
að rótum sýkingarinnar. Margar rannsóknir
hafa nú þegar verið gerðar á óvirkjun cccDNA
HBV með CRISPR in vitro með góðum
árangri en næsta skref væri að reyna aðferðina
í dýralíkönum29.
HIV-1 innlimar erfðaefni sitt inn erfða mengi
sýktra fruma. Vísindamenn líta því einnig til
CRISPR til að skera HIV-1 erfðaefnið úr
erfðamenginu og útrýma þannig langvinnum
og duldum (e. latent) HIV sýkingum. Enn
sem komið er hefur þetta aðeins verið gert í
tilraunaglasi30.
Aðrar hugmyndir á teikniborðinu eru að nota
CRISPR tæknina í meðferð gegn liða gigt
(e. rheumatoid arthritis) og þá með því að
þagga tjáningu microRNA 155 (miR-155)
sem örvar myndun bólgu hvetjandi frumu-
boðefna (e. pro inflamma tory cytokine) í stórát -
frumum (e. macrophage)31. Einnig eru hug-
myndir um að nýta tæknina gegn gláku en
gláka er algengasta orsök blindu í heiminum
í dag32.
CRISPR er spennandi nýjung í læknis fræði.
Enn sem komið er eru flest með ferðar úrræði
sem á aðferðinni byggja á tilraunar stigi og
töluvert í að tilraunir á fólki hefjist. Áður
en við getum nýtt CRISPR sem meðferðar-
úrræði þarf að tryggja örugga genainnleiðslu.
Vísinda heimurinn beinir helst sjónum
sínum að genaleiðslu með adenoveirum. Þá
er tilraunadýrið sýkt með veiru sem virkar
þá sem genaferja og inniheldur CRISPR
raðir og Cas9, en getur ekki fjölgað sér sjálf
eða viðhaldið sýkingum. Adenoveirur hafa
nú þegar verið notaðar í veikluð bóluefni
og í krabbameinsmeðferðum. Adenoveiru-
sýking er almennt mild en getur þó falið í sér
áhættu fyrir ónæmisbælda sjúk linga og valdið
ónæmis viðbrögðum í hraust um einstak-
lingum. Annað sem flækir notkun adeno veira
í með ferð er að margir einstak lingar hafa
myndað ónæmi gegn veir unni, flestir hafa
smitast einhvern tímann á lífsleiðinni af einni
57 þekktra tegundum veirunnar33.
Samantekt
Frá því að Yozhizumi Ishino lýsti sam-
stæðum röðum CRISPR genasætisins í
erfða efni á 9. áratug síðustu aldar hefur
mikið vatn runnið til sjávar. Tveimur ára-
tugum síðar lýstu vísindamenn hlut verki
þessara raða ásamt Cas gen unum í varnar-
hlutverki baktería gegn bakteríu veirum. Þessi
þekking hefur verið notuð til að þróa aðferð
sem er ódýrari og einfaldari en fyrri lausnir.
CRISPR aðferðin byggist á leiðsöguRNA
sem leið beinir Cas9 kjarna kljúf á ákveðinn
stað í erfða menginu, Cas9 sker í erfðamengið
og kemur af stað viðgerðarferli í frumunni.
Ýmist getur skurðurinn valdið útslætti gens
eða komið af stað viðgerð þar sem gert er
við genið eftir DNA sniðmóti. Grunnvísindi
hafa með CRISPR öðlast nýtt tæki til að
auka skilning okkar á þróun sjúkdóma og
ýmsum líffræðilegum ferlum. Á örfáum
árum hefur CRISPR erfðatæknin breiðst
út um allan heim en vísindamönnum hefur
meðal annars tekist að erfðabreyta sérhæfðum
vöðva frumum í músum með heilla vænlegum
árangri. Mikilvægt er þó að rannsaka öryggi
og skilvirkni í mönnum en vísinda heimurinn
horfir til CRISPR við meðferð illvígra
sjúkdóma. Tæknina væri einnig mögulegt að
nota til kynbóta á fólki og því er mikilvægt að
umræða um siðferðisleg álitamál tækninnar
eigi sér stað. Þjóðir heims verða að gera upp
hug sinn um það hvernig eigi að nýta tækni til
erfðabreytinga í framtíðinni.