molekuul.be/Shutterstock.com
เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้การแก้ไขยีน CRISPRเพื่อรักษาโรคทางพันธุกรรมในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีการพัฒนาเต็มที่ได้สำเร็จการแก้ไขเป็นกระบวนการที่นักวิทยาศาสตร์สามารถเขียนรหัสพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการตัดออกและแทนที่ส่วนประกอบแต่ละส่วนของ DNA
ในการศึกษานี้ นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาใช้ CRISPR เพื่อรักษาโมเดลเมาส์สำหรับผู้ใหญ่Duchenne กล้ามเนื้อเสื่อมโดยส่งระบบแก้ไขยีนไปยังเนื้อเยื่อที่ได้รับผลกระทบโดยตรงโดยไม่ก่อให้เกิดโรคเรียกว่าไวรัสที่เกี่ยวข้องกับอะดีโน หรือ AAV
"การหารือเมื่อเร็วๆ นี้เกี่ยวกับการใช้ CRISPR เพื่อแก้ไขการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมในเอ็มบริโอของมนุษย์ ทำให้เกิดข้อกังวลอย่างมากเกี่ยวกับผลกระทบทางจริยธรรมของแนวทางดังกล่าว"ชาร์ลส์ เกอร์สบาค กล่าววิศวกรชีวการแพทย์ที่มหาวิทยาลัยดุ๊ก “แต่การใช้ CRISPR เพื่อแก้ไขการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมในเนื้อเยื่อของผู้ป่วยที่ได้รับผลกระทบนั้นยังไม่เป็นที่ถกเถียงกัน การศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นหนทางที่เป็นไปได้ แต่ยังมีงานอีกมากที่ต้องทำ”
Duchenne mกล้ามเนื้อ dystrophy (DMD) เป็นรูปแบบที่หายากของกล้ามเนื้อ dystrophy ซึ่งส่งผลกระทบต่อผู้ชายประมาณหนึ่งใน 5,000 คน โรคที่เกิดจากการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมทำให้ความสามารถของร่างกายในการผลิตลดลงดิสโทรฟินซึ่งเป็นสายโซ่โปรตีนที่เชื่อมต่อเส้นใยกล้ามเนื้อกับเนื้อเยื่อโดยรอบ หากไม่ได้รับโปรตีนสนับสนุน กล้ามเนื้อในร่างกายจะเริ่มเสื่อมถอย
ผู้ชายส่วนใหญ่ที่ได้รับผลกระทบจาก DMD ต้องนั่งรถเข็นเมื่ออายุ 10 ปี และหลายคนมีอายุไม่เกิน 20 หรือ 30 ปี
แม้ว่าก่อนหน้านี้นักวิจัยเคยใช้การกระแทกด้วยไฟฟ้าเพื่อส่ง CRISPR ในเซลล์เพาะเลี้ยง แต่วิธีนี้ไม่สามารถทำได้กับผู้ป่วยที่ยังมีชีวิตอยู่ โชคดีที่มีวิธีอื่นในการเข้าใกล้
"อุปสรรคสำคัญในการแก้ไขยีนคือการนำส่ง เรารู้ว่ายีนใดที่ต้องได้รับการแก้ไขสำหรับโรคบางชนิด แต่การได้รับเครื่องมือแก้ไขยีนในที่ที่พวกเขาต้องการถือเป็นความท้าทายอย่างมาก"คริส เนลสัน กล่าว, หนึ่งในนักวิจัย “วิธีที่ดีที่สุดที่เราต้องทำในตอนนี้คือการใช้ประโยชน์จากมัน”เพราะพวกเขาใช้เวลาหลายพันล้านปีในการพัฒนาเพื่อหาวิธีนำยีนของไวรัสเข้าสู่เซลล์"
เพื่อนำไวรัสมาใช้เป็นพาหะนำส่งยีนบำบัด นักวิจัยจึงนำยีนที่เป็นอันตรายหรือจำลองแบบในไวรัสออก และใส่ยีนบำบัดที่ต้องการนำไปใช้กับเนื้อเยื่อของผู้ป่วย
ในการศึกษานี้ นักวิจัยได้ดำเนินการเทคนิคในแบบจำลองเมาส์ที่มีการกลายพันธุ์ที่ทำให้ร่างกายอ่อนแอลงในบริเวณการเข้ารหัสโปรตีน (เรียกว่าเอ็กซอน) ของยีนดิสโทรฟิน ซึ่งทำให้ยีนไม่สามารถผลิตโปรตีนได้
ทีมงานได้ตั้งโปรแกรมระบบ CRISPR เพื่อตัดเอ็กซอนที่ผิดปกตินี้ออกไป ซึ่งกระตุ้นให้ระบบซ่อมแซมตามธรรมชาติของร่างกายต่อยีนที่เหลือกลับเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดยีนเวอร์ชันที่สั้นลง แต่ขณะนี้ใช้งานได้แล้ว
นักวิจัยได้ทดลองเทคนิคนี้เป็นครั้งแรกโดยส่งการบำบัดโดยตรงไปยังกล้ามเนื้อขาในหนูผู้ใหญ่ เมื่อพวกเขาเห็นว่ากล้ามเนื้อขาได้รับการฟื้นฟูกลับมาแข็งแรงอีกครั้ง เนื่องจากมีดิสโทรฟินที่ใช้งานได้ใหม่ พวกเขาก็ฉีดส่วนผสม CRISPR/AAV เข้าไปในกระแสเลือดของสัตว์ ส่งผลให้มีการแก้ไข dystrophin บางส่วนในกล้ามเนื้ออื่นๆ ทั่วร่างกาย รวมถึงหัวใจ ซึ่งมีความสำคัญ เนื่องจากภาวะหัวใจล้มเหลวเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตของผู้ป่วย DMD
แม้ว่ายังอยู่ในช่วงเริ่มต้นและมีหนทางอีกยาวไกลในการใช้วิธีการประเภทนี้เพื่อแก้ไขปัญหาทางพันธุกรรมในคนที่ยังมีชีวิตอยู่ นักวิจัยที่เกี่ยวข้องเชื่อว่าการค้นพบของพวกเขา ซึ่งมีรายงานในศาสตร์จะช่วยพาเราไปถึงจุดนั้นได้อย่างแน่นอน
“ยังมีงานอีกมากที่ต้องทำเพื่อแปลสิ่งนี้เป็นการบำบัดของมนุษย์และแสดงให้เห็นถึงความปลอดภัย”เกอร์สบัคกล่าว- “แต่ผลลัพธ์เหล่านี้ที่มาจากการทดลองครั้งแรกของเรานั้นน่าตื่นเต้นมาก จากที่นี่ เราจะเพิ่มประสิทธิภาพระบบการนำส่ง ประเมินแนวทางในแบบจำลอง DMD ที่รุนแรงยิ่งขึ้น และประเมินประสิทธิภาพและความปลอดภัยในสัตว์ขนาดใหญ่โดยมีเป้าหมายสุดท้ายที่จะเข้าสู่-
หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ CRISPR และวิธีการทำงาน โปรดดูวิดีโอต่อไปนี้:
