Genom szerkesztése
A CRISPR-Cas9 rendszerrel lehetővé vált bármely szervezet - például baktérium, állat, növény vagy ember genomjának - célzott és pontos módosítása. Ebben az összefüggésben beszélhetünk genomszerkesztésről és genomműtétről is. A módszert először 2012-ben írták le, jelenleg világszerte intenzíven kutatják és használják (Jinek et al., 2012). A CRISPR-Cas9 rendszert az adaptív védelmi mechanizmusából kiindulva fejlesztették ki immunrendszer of baktériumok. Lehetővé teszi a prokarióták számára a nem kívánt és fertőző DNS eltávolítását, például bakteriofágokból vagy plazmidokból.
- A CRISPR a. Ismétlődő DNS-szekvenciák a baktériumok.
- A Cas9 jelentése.
Hogyan működik?
Hogyan működik a CRISPR-Cas9 rendszer? A Cas9 fehérje egy úgynevezett endonukleáz, azaz enzim, amely hasít nukleinsavak és ebben az esetben a DNS kettős szál. A Cas9 egy RNS-hez kötődik, amely állandó rész mellett egy változó részt tartalmaz, amely felismer egy adott cél DNS szekvenciát. Ezt az RNS-részt sgRNS-nek (kis vezető RNS) nevezzük. Az sgRNS kölcsönhatásba lép a nukleáz által elvágni kívánt DNS-sel. Az így létrejövő kettős szálú törést a cella saját javító mechanizmusaival lehet teljesíteni. Ez olyan mutációkhoz vezethet, amelyek érdekesek lehetnek például a növénynemesítésben. Az RNS-templát új génszegmens beillesztésére is használható, például egy hibás gén működésének helyreállítására. Végül a betegséget okozó gének inaktiválására is használható. Ahhoz, hogy a CRISPR-Cas rendszer belépjen a cellákba, szükség van szállítási módszerre is. Erre a célra például vírusvektorokat, liposzómákat vagy fizikai módszereket lehet alkalmazni. A rendszer viszonylagos egyszerűségében, egyetemességében, sebességében és árában különbözik a többi módszertől. A CRISPR-Cas elvileg közvetlenül alkalmazható emberekre vagy sejtekre, amelyeket eltávolítanak a betegből, módosítanak, szaporítanak és később visszahelyeznek. Ezt ex vivo kezelésnek vagy autológnak nevezik átültetés.
Jelzések
A CRISPR-Cas9 ma már fontos szerepet játszik a kutatásban és a gyógyszergyártásban, alig néhány évvel a módszer leírása után. A jövőben további génterápia szerek fejleszteni fogják. A lehetséges orvosi alkalmazások nagyon sokak. Ezek közé tartozik például a súlyos genetikai betegségek mint például Duchenne izomsorvadás, cisztás fibrózis, fertőző betegségek, például HIV és májgyulladás, hemofíliák és rákos megbetegedések. A CRISPR-Cas9 és hasonló genomszerkesztési módszerek először nyitják meg annak lehetőségét, hogy a betegségeket ne csak tüneti módon kezeljék, hanem a genetikai információ szintjén is gyógyítsák.
Mellékhatások és kockázatok
Az egyik lehetséges probléma a módszer szelektivitása. Lehetséges, hogy a CRISPR genetikai változásokat okozhat a genom más nemkívánatos helyein. Ezeket „célon kívüli hatásoknak” nevezzük. Ezek veszélyesek lehetnek és mellékhatásokhoz vezethetnek. Ezenkívül még növelni kell a rendszer hatékonyságát. Emberben a szomatikus sejteken és az őssejteken kívül a csírasejtek is manipulálhatók, ami a megváltozott gének öröklődéséhez vezet. Például már bebizonyosodott, hogy a CRISPR-Cas9 alkalmazható az embriókra, félelmeket keltve a „tervező babáktól”, és potenciálisan messzemenő következményekkel járhat az emberiség jövőbeli fejlődésében. A Germline beavatkozása erősen ellentmondásos és tiltott a legtöbb országban.
