Enzimatske "operacije" gena u Kini - nastavak

Kineska grupa naučnika je 23. 9. 2017. u časopisu Protein&Cell objavila rezultate nastavka svog istraživanja ispravljanja mutiranih gena koji uzrokuju kongenitalne bolesti. Rad je objavljen pod naslovom "Correction of β-thalassemia mutant by base editor in human embryos"

Grupa sa Univerziteta Sun Yat-sen koju predvodi Junjiu Huang proučava mogućnosti korištenja CRISPR/Cas9 metode da edituju gen HBB. Naime, mutacije na ovom genu uzrok su beta talasemija. Gen HBB kodira humani protein beta-globin i nalazi na hromosomu br. 11. Beta-globin je jedan od lanaca proteina koji grade molekulu adultnog hemoglobina A (2 lanca alfa-globina i 2 lanca beta globina). Mutacije na ovom genu uzrokuju β-talasemiju, nasljednu bolest krvi, koju karekterišu nepravilan i nefukcionalan oblik eritrocita te simptomi poput anemije, oticanje slezene, slabog razvoja. Oni koji imaju ovu nasljednu bolest osuđeni su na to da do kraja života primaju transfuzije.

U aprilu 2015. ovaj tim je objavio prvi rad u kojem su objasnili način na koji su ispravili mutirani humani HBB gen. Tada su kineski naučnici primijenili CRISPR-Cas 9 tehnologiju na 86 embrija. Treba reći da se 2015. radilo o nevijabilnim embrijima, onima koji su imalu jednu hromosomsku garnituru viška, odnosno, bili su triploidi. To su bili "škartirani" humani embriji koje je Huangov tim dobio iz jedne klinike za umjetnu oplodnju. Ovi embriji su mogli proći prve faze razvoja, ali iz njih nije nikako moglo nastati ljudsko biće. 

Za taj rad iz 2015. godine, od 71 embrija koji su preživjeli, 54 su bila genetički testirana. U svega 28 je došlo do zamjene "loše" DNK, odnosno, kod 28 embrija je editovanje proteklo uspješno. To znači da je testirano 66% embrija i da je na tih 66% genetički testiranih utvrđeno kako je metoda bila uspješna 34%. Tom prilikom je profesor Huang je izjavio kako  procenat uspješnosti mora biti približno 100% da bi se ova metoda primijenila u medicinske svrhe. Huang i njegov tim su stopirali ova istraživanja jer su smatrali da tada još nije bilo zrelo za njih. 

Međutim, u radu iz 2017. Huang i njegov tim su koristili stanice ljudskih fibroblasta (stanice vezivnog tkiva) nosioca mutacije i prebacili nukleus ovih stanica u oocitu (jajna stanica) donora. Drugim riječima, uopšte nisu koristili embrione sa klinike za umjetnu oplodnju. Jajne stanice u koje je ubačen nukleus sa mutacijom razvile su se u embrije sa mutacijom na HBB genu. 

Ovaj put, umjesto da sijeku cijeli gen, usmjerili su se ka ispravljanju tačkastih mutacija, odnosno mutacija koje nastaju kao posljedica promjena u jednom slovu genetičke poruke, Primjerice to su mutacije kada A pređe u G, što je često slučaj kod beta talasemija unutar kineske populacije.  U radu je pokazano kako je ova, malo drugačija metoda, do neke mjere efikasna. Naime, mi svaki gen posjedujemo u dvije kopije, koje mogu ili ne moraju biti potpuno iste. Ako su potpuno iste, osoba je homozigot za datu osobinu, a ako nisu, onda je heterozigot. Kada ovdje kažemo “kopije” ne mislimo na istovjetnost gena, nego da se radi o genima za istu osobinu. Jedan gen dobijamo od oca, a drugi od majke, u trenutku kada smo začeti, tj. kada se spoje spermatozoid i jajna stanica. 

U radu je pokazano kako je ova, malo drugačija metoda, do neke mjere efikasna. Efikasnost koju su postigli u ispravljaju mutacije iznosila je oko 23% . Dobiveni su mozaični embriji, sa jednim dijelom kopija gene koje su ispravljene, a jednom dijelom nisu. Prema svemu tome, ova metoda još nije spremna ni blizu za kliničku upotrebu. 

U međuvremenu, etički komiteti bi se morali pozabaviti problematikom implikacija tehnologija manipulacije genima na ljudskim bićima.