https://bodybydarwin.com
Slider Image

הרופאים שינו את הגנים של האדם עם CRISPR לראשונה בארה"ב. הנה מה שיכול להיות הלאה.

2020

בשבוע שעבר, לראשונה, הרופאים בארצות הברית השתמשו בכלי עריכת הגנים CRISPR כדי לנסות לתקן מחלה גנטית אצל אדם חי. ויקטוריה גריי, אישה בת 41 ממיסיסיפי, נולדה עם מחלת תאי מגל, מצב כואב ומתיש לעתים קרובות כתוצאה ממוטציה גנטית המשנה את צורת תאי הדם האדומים. נכון לעכשיו, קיים רק טיפול אחד במצב - השתלת תורם העובדת רק 10 אחוז מהמטופלים - אך הרופאים חושבים כי עריכת תאים שהוצאו ממח העצם של גריי עלולה לשחזר היווצרות תאי דם אדומים תקינים. אם הצליח, זה יכול להוכיח שזה הטיפול ש -90 אחוז מחולי תאי המגל חיכו לו.

אנשים עם מחלת תאי מגל אינם מייצרים בטא-המוגלובין - החלבון ששניהם הופכים את כדוריות הדם האדומות שלך לנעימות ועגולות ומסייע בהעברת חמצן בגופך. במקום זאת הם מייצרים חלבון לקוי הנקרא המוגלובין S המשנה את הכימיה של כדוריות הדם האדומות וגורם להם להתערער על עצמם ולהפוך לקשיח וצורת מגל. התאים דמויי הוו אינם יעילים כמעט בהובלת חמצן כמו עמיתיהם הבריאים והמעגליים. במקום זאת, הם נתקעים בכלי דם קטנים ומתפרקים בטרם עת, ושוללים מרקמות ואיברים חמצן נחוץ מאוד, מה שמוביל לכאבים ועייפות קיצונית. כדי לנסות לטפל בזה, הרופאים הסירו תאי גזע ממח העצם של גריי והשתמשו ב- CRISPR כדי לצבוט את ה- DNA כדי להפעיל חלבון ספציפי שיאפשר ייצור תקין של תאי דם אדומים.

גריי היא האדם הראשון בארה"ב ששינו את תאיו עם CRISPR והשני בכל העולם. המטופל הראשון טופל בגרמניה, על פי הודעה שפורסמה על ידי CRISPR Therapeutics (אחת משתי חברות ביו-טק שעומדות בראש המחקר) בפברואר, על הפרעת דם גנטית דומה בשם בטא תלסמיה. על פי הודעה לעיתונות שפורסמה לאחרונה, המטופל (שזהותו לא נמסרה) משתפר ולא נזקק לעירוי דם הטיפול הטיפוסי למחלה במהלך ארבעה חודשים.

CRISPR Therapeutics, חברה מקיימברידג ', מסצ'וסטס המתמקדת בפיתוח טיפולים מבוססי גנים, ו- Vertex Pharmaceuticals מבוסטון ירשמו בסופו של דבר כ- 45 אנשים בגילאי 18-35 בשתי החברות המחקר המשותף כדי לבדוק אם דם משנה גנטית. תאים עם CRISPR יכולים לתקן את תאי המגל הפגומים הללו לתמיד.

CRISPR מייצג חזרות פלינדרומיות קצרות ומעוגלות באופן קבוע. הם חוזרים על רצפי DNA שכאשר מתאימים אותם לאנזים במקרה זה Cas9 can can can can can can can can can can can can can can can can can can can can can can can can

המדענים זיהו לראשונה את CRISPR כמערכת הגנה בחיידקים. כאשר נגיפים מנסים להשתלט על תא חיידקי, המיקרואורגניזם שומר על חלקי ה- DNA של הנגיף כך שאם החיידק ישרוד את ההתקף, יש לו דרך לזהות את הפולש בפעם הבאה. אם הנגיף יחזור, התא היה משתמש ב- DNA הגנוב כדי לגרום ל- RNA שנקרא guiding RNA, כך נקרא מכיוון שהוא פשוט מנחה את האנזים החיתוך של ה- DNA, Cas9. המדריך RNA מוצא את ההתאמה שלו ב- DNA הנגיפי הפולש ואז Cas9 מבצע חתך הפוגע ב- DNA הנגיפי ומגן על התא החיידקי מפני השתלטות ויראלית.

מדענים חזרו מחדש על מערכת CRISPR-Cas9 כדי לעשות כל מיני דברים. הם מתכננים מדריך RNA להתאים לכל גנים שהם עשויים לרצות להסיר או לשנות, כמו מוטציה גורמת למחלה בבני אדם או גן שמווסת את הצמיחה בצמחים, ואז מצמידים את Cas9. לטיפול בתאי המגל הם כיוונו את BCL11A בתאי דם אדומים. ל- BCL11A תפקידים חשובים רבים בגוף, אך בתאי דם אדומים הוא מדכא חלבון הנקרא המוגלובין עוברי. אם הוא מושבת, התאים יהפכו את המוגלובין העובר אשר מונע את התאים מגל.

לטיפול, הרופא הוסר תאי גבעול ממח העצם של גריי, אומר באו. לאחר מכן הם השתמשו ב- CRISPR-Cas9 כדי לחתוך ולהשבית את הגן BCL11A כך שהתא כבר לא מייצר את המדכא.

ברגע שהתאים הערוכים מוזרקים חזרה למח העצם של המטופל, עליהם להתחיל לייצר המוגלובין עוברי. כל בני האדם מייצרים המוגלובין עוברי כשהם תינוקות, אך עם הזמן המוגלובין העובר נופל בצורה דרמטית והגוף מחליף אותו בבטא-המוגלובין, בדרך כלל, או המוגלובין S בחולים עם תאים מגל.

בשנת 1941 רופאת ילדים בשם ג'יין ווטסון הבחינה כי בתינוקות עם תאי מגל לא היו תסמינים עד גיל 6 חודשים עד גיל שנה, אומר ויויאן שיהאן, המטולוג באוניברסיטת ביילור. היא גם הבחינה שתינוקות עם מחלת תאי מגל ייצרו המוגלובין עוברי לאורך זמן, עד גיל שנתיים בערך.

מאז התגלה של ווטסון התרחשו מחקרים רבים המראים כי הגדלת המוגלובין של העובר היא אסטרטגית טיפול ברת קיימא, אומר שיהאן. זה מונע מההמוגלובין הפגום להתקפל בתא הדם האדום. אבל לקח כמעט 80 שנה למצוא דרך לבצע את האסטרטגיה בפועל.

אולם הטיפול אינו ללא סיכוניו. לפני שהרופאים יוכלו להזריק את התאים הערוכים חזרה למוח העצם של המטופל הם צריכים לפגוע בתאי הגזע האחרים שלהם באמצעות הקרנות וכימותרפיה. אם הם לא יעשו זאת, תאי הגזע הלא-ערוכים ימשיכו לייצר תאי דם אדומים מוגליים מהר יותר מאשר התאים הערוכים יכולים לייצר תאים בריאים. כדי להעניק ליתרון המוגלובין של העובר ולוודא שתאי דם עגולים בריאים קדימה, הם פוגעים בתאי הגזע המקוריים המייצרים תאי מגל.

לאחר מכן זה הופך למשחק המתנה. הם ממתינים להגדלת ההמוגלובין העובר ולכמות תאי הדם המוחלדים. כדי שהטיפול יהיה שווה את זה עבור המטופל, טוען שיהאן, הוא צריך לשפר משמעותית את איכות חייו של המטופל. חייבת להיות תשלום פונקציונלי, הקלה על המצב לטווח הארוך.

לעריכת גנים יש פוטנציאל לטפל במספר מחלות גנטיות אחרות הניתנות לריפוי, כולל כמה סוגי סרטן. אך מכיוון שהוא יכול לחתוך למעשה כל קטע DNA כרצונו, יש להשתמש בזהירות יתרה.

לפני מספר חודשים השתמש המדען הסיני He Jiankui ב- CRISPR כדי לערוך עוברים אנושיים. לאחר מכן הוא השתיל את העוברים לרחם של אישה והיא ילדה ילדות תאומות בנובמבר 2018. כוונתו הייתה להשבית גן הנקרא CCR5 בעוברים כך שיהיו עמידים לזיהום ה- HIV שנשא אביהם. אבל בניגוד לניסויים על תאי המגל, הניסוי של היסס היה שגיאה מוסרית אדירה ולא חוקית במדינות רבות.

כשמדענים משתמשים ב- CRISPR בכדי לערוך עובר, הם משנים כל תא בגופו הסופי של אותו אדם, אומר שיהאן. אז הוא כבה את החלבון CCR5 בתאומי תאי הלב, תאי המוח, תאי העור - בכל מקום. למדענים אין מושג אילו תופעות לוואי יכולות להיות, במיוחד מכיוון שאותו גן יכול לתפקידים שונים בסוגים שונים של תאים.

גנים שעורכים עוברים מבצעים גם שינויים בתאי המין שלהם, מוסיף גאנג באו, ביו-מהנדס מאוניברסיטת רייס. אז "שינויים גנטיים אשר יבוצעו יועברו לדורות חדשים - זה מסוכן."

לגבי טיפולי תאי מגל, מדענים עורכים רק סוג אחד של תא סומטי (כל תא שהוא לא תא מין), אומר באו שחוקר טיפולי CRISPR לתאי מגל אך אינו מעורב בניסוי הקליני. המשמעות היא שהשינויים משפיעים רק על האדם המטופל, ולא ניתן להעביר אותם לדורות אחרים. החוקרים ערכו גם סוג ספציפי של תאי גזע כך שתאי הדם האדומים יהיו סוגי התאים היחידים שנפגעו. במילים אחרות, הטיפול הניסיוני מוכל בסוג תא יחיד באדם יחיד.

עם CRISPR קיים תמיד הסיכון לתוצאות בלתי מכוונות, אומר באו. בניסויים קליניים אלה, CRISPR נועד לבצע חתך גדיל כפול בגן אחד, אך בהכרח יהיו "מה שאפקטים מחוץ למטרה". מה שנקרא זה נכון כשמשתמשים ב- CRISPR באנזים לחתוך מדי פעם איפשהו שהחוקרים לא עשו מתכוון. יש כמה גרסאות מדויקות במיוחד לאנזים, אך גם אז מספר החיתוכים מחוץ למטרה אינו אפס, הוא אומר.

כדי לדעת אם הקטעים הבלתי-מכוונים הללו מזיקים או שמעטים מכדי שיהיה בהם בעיה, החוקרים יצטרכו לצפות בגריי ובמטופלים אחרים לפחות 15 שנה, טוען שיהאן, אולי יותר. זה יכול לקחת זמן רב כדי להבין אם המוגלובין עוברי הוא פיתרון לטווח ארוך ולבדוק אם יש השפעות לא מכוונות מהשימוש ב- CRISPR.

עוד מוקדם להסיק מסקנות, אולם החוקרים עדיין להוטים, מכיוון שלרוב המכריע של האנשים הסובלים ממחלות תאי מגל, טוען שיהאן, "זהו התרופה הפוטנציאלית היחידה."

המתנות הטובות ביותר להורים טריים

המתנות הטובות ביותר להורים טריים

תיק השלג בקליפורניה הוא חדשות טובות למדינה הנבוכה - לעת עתה

תיק השלג בקליפורניה הוא חדשות טובות למדינה הנבוכה - לעת עתה

רעידת אדמה בעוצמה 8.1 היא אחת החזקות ביותר שנפגעה אי פעם במקסיקו

רעידת אדמה בעוצמה 8.1 היא אחת החזקות ביותר שנפגעה אי פעם במקסיקו