https://bodybydarwin.com
Slider Image

Artsen veranderden iemands genen voor het eerst met CRISPR in de VS Dit is het volgende.

2020

Vorige week gebruikten artsen in de Verenigde Staten voor het eerst het genbewerkingstool CRISPR om een ​​genetische ziekte bij een levend persoon te verhelpen. Victoria Gray, een 41-jarige vrouw uit Mississippi werd geboren met sikkelcelziekte, een vaak pijnlijke en slopende aandoening veroorzaakt door een genetische mutatie die de vorm van rode bloedcellen verandert. Vanaf nu bestaat er slechts één behandeling voor de aandoening - een donortransplantatie die werkt voor slechts 10 procent van de patiënten - maar artsen denken dat het bewerken van cellen die uit Gray's eigen beenmerg zijn geëxtraheerd, de juiste vorming van rode bloedcellen kan herstellen. Als het succesvol is, kan het de behandeling blijken te zijn waar 90 procent van sikkelcelpatiënten op gewacht heeft.

Mensen met sikkelcelziekte maken geen bèta-hemoglobine - het eiwit dat uw rode bloedcellen zowel mooi als rond maakt en helpt zuurstof door uw lichaam te transporteren. In plaats daarvan produceren ze een defect eiwit, hemoglobine S genaamd, dat de chemie van de rode bloedcellen verandert en ervoor zorgt dat ze in zichzelf storten en stijf en sikkelvormig worden. De haakachtige cellen zijn lang niet zo efficiënt in het transporteren van zuurstof als hun gezonde, circulaire tegenhangers. In plaats daarvan raken ze vast in kleine bloedvaten en breken ze voortijdig af, waardoor weefsels en organen de broodnodige zuurstof missen, wat leidt tot pijn en extreme vermoeidheid. Om het te proberen te verwijderen, verwijderden artsen stamcellen uit Gray's beenmerg en gebruikten ze CRISPR om het DNA aan te passen om een ​​specifiek eiwit aan te zetten dat een goede productie van rode bloedcellen mogelijk zou maken.

Gray is de eerste persoon in de VS die haar cellen heeft veranderd met CRISPR en de tweede wereldwijd. De eerste patiënt werd in februari behandeld in Duitsland, volgens een aankondiging van CRISPR Therapeutics (een van de twee biotechbedrijven die de studie leiden) voor een soortgelijke genetische bloedziekte die bèta-thalassemie wordt genoemd. Volgens een recent persbericht is de patiënt (van wie de identiteit niet is bekendgemaakt) aan het verbeteren en heeft hij gedurende vier maanden geen bloedtransfusies nodig gehad de typische behandeling voor de ziekte .

CRISPR Therapeutics, een in Cambridge, Massachusetts gevestigd bedrijf dat zich richt op het ontwikkelen van op genen gebaseerde therapieën, en Vertex Pharmaceuticals uit Boston zullen uiteindelijk ongeveer 45 mensen tussen de 18 en 35 jaar inschrijven in de gezamenlijke studie van de twee bedrijven om te zien of genetisch modificerend bloed cellen met CRISPR zouden deze defecte sikkelcellen voorgoed kunnen verhelpen.

CRISPR staat voor geclusterde, regelmatig tussenruimte korte palindrome herhalingen. Het zijn herhalende DNA-reeksen die, wanneer gekoppeld aan een enzym, in dit geval Cas9 als een DNA-knipschaar werken en verschillende DNA-segmenten kunnen hakken, verwijderen en vervangen.

Wetenschappers identificeerden CRISPR voor het eerst als een afweersysteem bij bacteriën. Wanneer virussen een bacteriecel proberen over te nemen, bewaart het micro-organisme stukjes van het DNA van het virus zodat als de bacterie de aanval overleeft, het een manier heeft om de indringer de volgende keer te herkennen. Als het virus terugkeert, zou de cel het gestolen DNA gebruiken om RNA te maken genaamd guide RNA, zo genoemd omdat het letterlijk het DNA-hakkende enzym Cas9 geleidt. De gids-RNA vindt zijn match in het binnendringende virale DNA en vervolgens maakt Cas9 een snee die het virale DNA beschadigt en de bacteriële cel verdedigt tegen virale overname.

Wetenschappers hebben het CRISPR-Cas9-systeem hergebruikt om allerlei dingen te doen. Ze ontwerpen gids-RNA om overeen te komen met alle genen die ze misschien willen verwijderen of veranderen, zoals een ziekteverwekkende mutatie bij mensen of een gen dat de groei in planten regelt, en bevestig vervolgens Cas9. Voor de sikkelceltherapie mikten ze op BCL11A in rode bloedcellen. BCL11A heeft veel belangrijke rollen in het lichaam, maar in rode bloedcellen onderdrukt het een eiwit dat foetaal hemoglobine wordt genoemd. Als het is uitgeschakeld, maken de cellen foetaal hemoglobine waardoor cellen niet kunnen sikkelen.

Voor de behandeling verwijdert de arts stamcellen uit het beenmerg van Gray, zegt Bao. Vervolgens gebruikten ze CRISPR-Cas9 om het BCL11A-gen te knippen en uit te schakelen, zodat de cel niet langer de repressor produceert.

Zodra de bewerkte cellen terug in het beenmerg van de patiënt zijn geïnjecteerd, zouden ze foetale hemoglobine moeten gaan produceren. Alle mensen produceren foetale hemoglobine wanneer ze baby's zijn, maar na verloop van tijd valt foetale hemoglobine dramatisch en het lichaam vervangt het door bèta-hemoglobine, normaal, of hemoglobine S bij patiënten met sikkelcel.

In 1941 merkte een kinderarts met de naam Jane Watson op dat baby's met sikkelcel tot 6 maanden tot 1 jaar geen symptomen hadden, zegt Vivien Sheehan, een hematoloog aan de universiteit van Baylor. Ze merkte ook op dat baby's met sikkelcelziekte langer foetaal hemoglobine produceerden, tot ongeveer twee jaar oud.

Sinds de ontdekking van Watson is er veel onderzoek gedaan dat suggereert dat het verhogen van foetaal hemoglobine een haalbare behandelingsstrategie is, zegt Sheehan. Het voorkomt dat de defecte hemoglobine S in de rode bloedcel gaat sparen. Maar het heeft bijna 80 jaar geduurd om een ​​manier te vinden om de strategie daadwerkelijk uit te voeren.

De behandeling is echter niet zonder risico's. Voordat de artsen de bewerkte cellen terug in het beenmerg van de patiënt kunnen injecteren, moeten ze hun andere stamcellen beschadigen met bestraling en chemotherapie. Als ze dat niet doen, blijven de onbewerkte stamcellen sneller rode bloedcellen produceren dan de bewerkte cellen gezonde cellen kunnen produceren. Om de foetale hemoglobine een voordeel te geven en ervoor te zorgen dat gezonde, ronde bloedcellen vooruit komen, verwonden ze de oorspronkelijke stamcellen die sikkelcellen produceren.

Daarna wordt het een wachtend spel. Ze wachten tot foetaal hemoglobine toeneemt en tot het aantal sikkelbloedcellen afneemt. Om de behandeling de moeite waard te maken voor de patiënt, zegt Sheehan, moet deze de kwaliteit van leven van de patiënt aanzienlijk verbeteren. Er moet een functionele uitbetaling zijn, een langdurige verlichting van de aandoening.

Genbewerking kan een aantal genetische en andere momenteel ongeneeslijke ziekten behandelen, waaronder sommige vormen van kanker. Maar omdat het in wezen elk DNA-segment naar believen kan doorsnijden, moet het met uiterste voorzichtigheid worden gebruikt.

Een paar maanden geleden gebruikte de Chinese wetenschapper He Jiankui CRISPR om menselijke embryo's te bewerken. Hij implanteerde de embryo's vervolgens in de baarmoeder van een vrouw en ze beviel van tweelingmeisjes in november 2018. Zijn bedoeling was om een ​​gen genaamd CCR5 in de embryo's uit te schakelen, zodat ze resistent zouden zijn tegen de HIV-infectie die door hun vader wordt gedragen. Maar, in tegenstelling tot de sikkelcelproeven, was Zijn experiment een enorme ethische misstap en illegaal in veel landen.

Wanneer wetenschappers CRISPR gebruiken om een ​​embryo te bewerken, veranderen ze elke cel in het uiteindelijke lichaam van die persoon, zegt Sheehan. Dus zette hij het CCR5-eiwit uit in de tweelinghartcellen, hersencellen, huidcellen - overal. Wetenschappers hebben geen idee welke bijwerkingen dat zou kunnen hebben, vooral omdat hetzelfde gen verschillende rollen kan hebben in verschillende soorten cellen.

Gen-bewerking van een embryo brengt ook veranderingen aan in hun geslachtscellen, voegt Gang Bao, een bio-ingenieur aan Rice University, toe. Dus, "welke genetische veranderingen ook worden aangebracht, worden doorgegeven aan nieuwe generaties - dat is gevaarlijk."

Voor de sikkelcelbehandelingen bewerken wetenschappers slechts één type somatische cel (elke cel die geen geslachtscel is), zegt Bao die CRISPR-therapieën voor sikkelcel bestudeert, maar niet betrokken is bij de klinische proef. Dit betekent dat de wijzigingen alleen van invloed zijn op de persoon die wordt behandeld en niet kunnen worden doorgegeven aan andere generaties. De onderzoekers hebben ook een specifiek type stamcel bewerkt, zodat rode bloedcellen de enige aangetaste celtypen zijn. Met andere woorden, de experimentele behandeling is beperkt tot een enkel type cel in een enkele persoon.

Met CRISPR is er ook altijd het risico van onbedoelde gevolgen, zegt Bao. Voor deze klinische onderzoeken is CRISPR bedoeld om een ​​dubbele streng te knippen in één gen, maar onvermijdelijk zullen er zogenaamde "off-target-effecten" zijn. Het is normaal wanneer CRISPR voor het enzym wordt gebruikt om af en toe ergens te knippen dat onderzoekers niet plan. Er zijn een aantal uiterst precieze versies van het enzym, maar zelfs dan is het aantal off-target sneden nooit nul, zegt hij.

Om te weten of deze onbedoelde knipsels schadelijk zijn of te weinig om een ​​probleem te vormen, moeten onderzoekers Gray en andere patiënten minstens 15 jaar in de gaten houden, zegt Sheehan, mogelijk langer. Het kan zo lang duren om te begrijpen of foetaal hemoglobine een oplossing op lange termijn is en om te zien of er onbedoelde effecten zijn van het gebruik van CRISPR.

Het is te vroeg om conclusies te trekken, maar onderzoekers zijn nog steeds enthousiast, want voor de overgrote meerderheid van mensen met sikkelcelziekte zegt Sheehan: "dit is de enige mogelijke remedie."

Wat is het verschil tussen binnen- en buitenallergieën?

Wat is het verschil tussen binnen- en buitenallergieën?

Aardbeving verwoesting zal onze schuld zijn

Aardbeving verwoesting zal onze schuld zijn

Het gooien van messen wordt steeds populairder - hier is hoe te beginnen

Het gooien van messen wordt steeds populairder - hier is hoe te beginnen