Nytt verktøy for genredigering skal kunne fikse de mest skadelige DNA-mutasjonene

Forskere har funnet opp et nytt verktøy for å redigere gener, som gir nytt håp om å kunne behandle mennesker med genetiske lidelser. I teorien kan det kraftige nye molekylære verktøyet rette opp i de aller fleste mutasjoner som forårsaker genetiske sykdommer hos mennesker.

Metoden som kalles «prime editing» kan reparere rundt 89 prosent av de 75.000 skadelige mutasjonene som man kjenner til at fører til ødeleggelser i det menneskelige genom. Mutasjoner som kan lede til tilstander som cystisk fibrose, sigdcelleanemi og den dødelige nervesykdommen Tay-Sachs sykdom.
Det banebrytende arbeidet åpner dørene til en ny epoke med redigering av genomet, men forskere understreker at mer forskning er nødvendig før metoden trygt kan brukes på mennesker. I tillegg til å bevise at det er trygt, må man også finne ut hvordan man skal levere tilstrekkelige mengder av det molekylære maskineriet til celler for å behandle en lidelse.

– Med denne første rapporten om «prime editing» ser vi bare begynnelsen på en langvarig ambisjon innen biovitenskap om å kunne endre DNAet i en hvilken som helst levende celle eller organisme, uansett posisjon. Det inkluderer potensielt menneskelige pasienter med genetiske sykdommer, sier David Liu ved Broad Institute of MIT og Harvard i Cambridge, Massachusetts.

Bakgrunn: Dette er CRISPR

Crispr ikke alltid presis

Evnen til å skrive om den genetiske koden er en av de mest slående vitenskapelige fremskrittene de siste årene. Den vanligste metoden for dette, kjent som Crispr-Cas9, har blitt kalt en «molekyl-saks». Den sikter seg inn på en bestemt DNA-sekvens og klipper den deretter i to. Metoden lar forskere deaktivere spesifikke gener og til og med korrigere skadelige mutasjoner ved å gi celler friske DNA-tråder som de kan reparere kuttet med.

Crispr-Cas9 er imidlertid ikke perfekt. Ofte ender celler opp med en tilfeldig blanding av endringer, med ekstra innsettinger eller manglende biter av genetisk kode, såkalte slettinger.
Når forskerne jobber med celler i en skål, kan de bare kaste det som er mislykket. Men når redigering av genom brukes til å omskrive defekte gener i menneskers lunger, hjerter og annet vev, er det behov for langt bedre presisjon.

Se video der genredigering med Crispr-metoden forklares:

Ga Crispr en overhaling

Andrew Anzalone, som også jobber ved Broad Institute, skapte «prime editing» sammen med David Liu ved å gi Crispr-Cas9 en overhaling. Det nye systemet sikter seg fortsatt inn på målet sitt, men i stedet for å klippe DNAet i to, lager det et snitt og skriver en ny seksjon DNA inn i den angitte posisjonen.

I en artikkel i tidsskriftet Nature beskriver forskerne hvordan de gjorde 175 forskjellige DNA-redigeringer på menneskelige celler, med imponerende presisjon.
I et forsøk korrigerte de mutasjoner som forårsaker den arvelige blodsykdommen sigdcelleanemi. I en annen fjernet de fire ekstra DNA-bokstaver i et bestemt gen som forårsaker Tay-Sachs sykdom, en sjelden tilstand som ødelegger barns nerver og vanligvis leder til døden innen femårsalder.

Les også: Forskere kaller eksperimentet med genredigering av babyer tåpelig og farlig

– En tekstbehandler som erstatter «skrivefeil»

Før «prime editing» var det umulig å gjøre et slikt utvalg av DNA-endringer i så mange forskjellige celletyper uten å etterlate innsettinger, slettinger og andre genetiske avfallsprodukter som kan forstyrre funksjonen til den redigerte cellen.

– Du kan tenke på «prime editing» som en tekstbehandler i stand til å søke etter DNA-sekvenser og erstatte «skrivefeil» med nøyaktig plasserte og redigerte DNA-sekvenser, sier Liu.

– Potensielle konsekvenser av dette inkluderer muligheten til å kunne rette opp i en mye større andel av mutasjonene som forårsaker genetiske sykdommer. Ved å gjøre endringene på avlinger kan det også resultere i sunnere eller mer bærekraftig mat.

Les også: Genene kan bestemme om du er et A- eller B-menneske

– Veldig spennende

Robin Lovell-Badge er genetiker ved Francis Crick Institute i London og sier at «prime editing» ser veldig spennende ut. Metoden vil blant annet være nyttig for å utforske hva gener gjør, ved å lage dyremodeller for menneskelige genetiske lidelser, samt forbedre landbruket. Fordi metoden kan gjøre endringer som allerede forekommer naturlig i planter, bør det være slik at i det minste noen redigerte avlinger ikke klassifiseres som genmodifisert, legger han til.

Lovell-Badge understreker at mye mer arbeid må gjøres før «prime editing» kan brukes på mennesker.
– Som forfatterne selv påpeker, er dette nye metoder. Det er behov for å forske videre for å vise at de er tilstrekkelig sikre og effektive. Foreløpig har forskerne utført eksperimenter på bare noen få menneskelige celletyper, noe som langt fra er nok.

Selv om treffsikkerheten til redigeringene er rundt 50 prosent i noen tilfeller, og kanskje god nok for forskere som driver med grunnleggende forskning, stiller Lovell-Badge seg tvilende til om det er godt nok for forskere som jobber med levende dyr.
– Likevel er jeg spent på disse lovende metodene, sier han og legger til at han forventer å se mange forsøk som bruker denne metoden eller neste generasjon av genredigering, som er basert på denne metoden.

Artikkelen er oversatt av Guro Thobru /ABC Nyheter / Pressworks © Guardian News & Media Limited