Nevjerovatan poduhvat: Japanski naučnici uklonili hromosom koji uzrokuje Downov sindrom
Downov sindrom nastaje zbog prisustva dodatne kopije hromosoma 21, što uzrokuje niz razvojnih razlika. Iako postoje različiti terapijski pristupi, nijedan od njih dosad nije bio u stanju da otkloni sam uzrok – višak genetskog materijala. Međutim, novo istraživanje koje je predvodio Ryotaro Hashizume sa Univerziteta Mie u Japanu pokazuje da bi uz pomoć CRISPR tehnologije taj višak mogao biti uklonjen.
Tim istraživača navodi da je pomoću CRISPR-Cas9 sistema moguće izrezati suvišni hromosom iz pogođenih ćelija, što ih dovodi bliže uobičajenoj funkciji. Ovaj metod koristi enzim koji prepoznaje specifične sekvence DNK i potom ih precizno siječe. U ovom slučaju, naučnici su osmislili tzv. alel-specifično uređivanje koje usmjerava CRISPR sistem da cilja isključivo dodatni hromosom.
Downov sindrom pogađa oko jedno od 700 novorođenčadi u Sjedinjenim Američkim Državama. Taj dodatni hromosom, poznat kao trizomija 21, uzrokuje pojačanu aktivnost gena, što remeti normalno funkcionisanje ćelija. Ishod su različiti zdravstveni problemi, uključujući poteškoće u učenju i karakteristične fizičke osobine, prenosi Earth.com.
Nakon uklanjanja viška hromosoma, izražavanje gena u tretiranim ćelijama vratilo se na uobičajene obrasce, a ćelije su pokazale bolju stopu preživljavanja. Ovi rezultati dobijeni su kako u matičnim ćelijama uzgojenim u laboratoriji, tako i u fibroblastima – zrelim kožnim ćelijama osoba s Downovim sindromom.
U daljim analizama, istraživači su primijetili da se aktivnost gena povezanih s razvojem nervnog sistema povećala, dok su geni zaduženi za metabolizam bili smanjeni. To ukazuje na to da bi ispravljanje hromosomske neravnoteže moglo pozitivno uticati na razvoj mozga, naročito u ranoj fazi fetalnog razvoja.
Iako je metod daleko od kliničke primjene, istraživači vjeruju da bi mogao biti koristan u budućnosti, čak i za ćelije koje se više ne dijele, kao što su ćelije mozga. Uklanjanje viška hromosoma dovelo je do bržeg rasta ćelija i kraćeg vremena potrebnog za udvostručenje ćelijske mase. Također je zabilježeno smanjenje nivoa reaktivnih kiseoničnih molekula, što ukazuje na poboljšanu funkciju mitohondrija i opće zdravlje ćelija.
Uprkos obećavajućim rezultatima, CRISPR sistem još uvijek može nenamjerno djelovati i na zdrave hromosome. Zbog toga se nastavlja rad na usavršavanju preciznosti usmjerenih molekula koje vode CRISPR ka ciljanim dijelovima genoma. Naučnici također istražuju kako spriječiti ćelijske mehanizme popravke da ponište ili pogrešno izmijene planirane intervencije.
Ako buduće studije potvrde ove rezultate, u budućnosti bi mogle biti razvijene terapije koje bi ciljale genetski uzrok Downovog sindroma, prvenstveno u laboratorijski uzgojenim tkivima i matičnim ćelijama za regenerativne svrhe. Otkriće da CRISPR može ukloniti cijeli hromosom, a ne samo male segmente DNK, otvara nova vrata u području genetskog inženjeringa.
Studija je objavljena u časopisu PNAS Nexus.
