Menukar DNA kami: ‘Zaman penyuntingan gen terapeutik manusia sudah tiba’ | CNN



CNN

Bila bintang YouTube popular Adalia Rose meninggal dunia awal tahun ini, dia kelihatan seperti seorang wanita bertubuh kecil dan uzur dalam usia 80-an. Sebenarnya dia baru berusia 15 tahun, mangsa progeria, gangguan genetik yang sangat jarang berlaku disebabkan oleh mutasi tunggal dalam satu daripada 3 juta pasangan asas yang membentuk DNA manusia. Benar-benar normal dalam minda dan semangat, kanak-kanak dengan usia progeria pada kadar yang sangat pantas, biasanya mati dalam tahun-tahun remaja mereka.

Rose menawan hati dia lebih daripada 3 juta pelanggan YouTube dan 12 juta pengikut Facebook dengan pandangan yang ceria, positif dan semangat untuk hidup. Dengan bantuan ibunya, dia berkongsi butiran tentang penyakitnya yang menyakitkan dan melemahkan melalui video yang menarik dan menarik, sambil memberikan banyak ruang untuknya gerak tari dan banyak tutorial solek.

“Saya nampak seksi!” dia memberitahu penontonnyamenyelak rambut perang berujung biru ke bahunya dengan bakat Lizzo, sebelum duduk untuk menerangkan kepada penontonnya jenis ubat yang dia ambil dan sebab dia kehilangan penglihatan sebelah mata.

Semasa Rose menghabiskan hayatnya yang singkat untuk membantu memecahkan stigma yang dikaitkan dengan penyakit yang dahsyat, ahli genetik David Liu telah mendedikasikan kerjayanya untuk membangunkan cara untuk mengubah kod genetik yang meragut nyawanya pada usia yang begitu muda.

“Bahawa satu kesilapan ejaan dalam DNAnya menamatkan kehidupan Adalia seawal ini adalah satu kerugian bagi kita semua,” kata Liu, seorang profesor kimia dan biologi kimia dan pengarah Institut Merkin Transformative Technologies dalam Penjagaan Kesihatan di Universiti Harvard.

“Saya tidak berpeluang bertemu Adelia sebelum dia meninggal dunia pada Januari. Tetapi setiap pesakit progeria yang saya temui adalah hangat, menawan, petah berkata-kata dan memberi inspirasi yang mendalam,” kata Liu kepada CNN.

Di makmal Harvardnya, Liu dan pasukannya telah mencipta cara baharu untuk membaiki gen bermutasi yang kurang merosakkan DNA berbanding teknologi terdahulu. Salah satu inovasi makmalnya dipanggil editor asas, yang digunakannya tahun lepas menyembuhkan progeria pada tikus. Terdapat empat asas dalam DNA: adenine (A), sitosin (C), guanin (G) dan timin (T). Ini membentuk pasangan khusus: A dengan T, dan G dengan C.

Liu berharap alat itu tidak lama lagi akan digunakan dalam ujian klinikal manusia untuk membalikkan progeria pada manusia.

“Editor asas masuk ke dalam sel haiwan, mencari kesilapan, yang secara progeria adalah C kepada T dan menukar T kembali menjadi C,” kata Liu sebelum pembentangannya mengenai topik kepada Life Itself persidangan, acara kesihatan dan kesejahteraan yang dibentangkan dengan kerjasama CNN.

“Dan itu sahaja. Kami tidak pernah kembali kepada pesakit – ia adalah rawatan sekali sahaja yang membetulkan mutasi yang menyebabkan penyakit secara kekal,” kata Liu, yang juga naib pengerusi fakulti di Institut Broad MIT dan Harvard, penyelidikan bioperubatan dan genomik. pusat di Cambridge, Massachusetts.

Enam bulan selepas mengumumkan kejayaan dengan progeria, Liu dan saintis di Hospital Penyelidikan Kanak-kanak St. Jude mengumumkan mereka telah menggunakan editor asas untuk penyakit sel sabit songsang pada tikus.

“Zaman penyuntingan gen terapeutik manusia bukan sahaja datang. Ia sudah ada di sini,” kata Liu.

Para saintis mengedit gen dengan menggunakan enzim yang telah direka bentuk untuk menyasarkan urutan tertentu dalam DNA, memotong bahan genetik yang menyinggung dan memasukkan DNA pengganti. Walau bagaimanapun, selama beberapa dekad, kaedah yang diketahui untuk mengubah suai kod genetik kami adalah kekok, selalunya terlepas sasaran atau memotong terlalu banyak atau terlalu sedikit bahan genetik.

Kedatangan sistem CRISPR pada tahun 1990-an dan khususnya CRISPR-Cas-9 pada tahun 2013 mengumumkan cara baharu yang lebih elegan untuk mengedit gen. CRISPR menggunakan apa yang dipanggil RNA panduan untuk mendapatkan enzim Cas-9 ke tempat yang lebih tepat pada helai DNA untuk membuat potongan.

Selepas bertahun-tahun tapisan, Pentadbiran Makanan dan Ubat-ubatan AS meluluskan CRISPR-Cas-9 pada 2021 untuk digunakan dalam ujian klinikal manusia untuk penyakit sel sabit. Ujian klinikal juga sedang dijalankan untuk menguji keselamatan penyuntingan gen dalam gangguan darah yang dipanggil talasemia beta, amaurosis kongenital leberyang merupakan bentuk kebutaan kanak-kanak yang diwarisi, kanser darah leukemia dan limfomaDiabetes Jenis 1, dan HIV/AIDS, untuk menamakan beberapa.

Pada tahun 2021, penyelidik melaporkan mereka telah berjaya menyunting keadaan yang jarang berlaku dan menyakitkan yang dipanggil amyloidosis transthyretin dalam enam orang dengan satu rawatan. Penyakit maut itu menyebabkan protein yang dipanggil TTR berlipat-lipat dan menyerang jantung dan saraf. Kajian itu, diterbitkan pada bulan Ogosmelaporkan tahap TTR dalam sesetengah orang menurun sebanyak purata 87% selepas rawatan.

Seorang penyelidik menjalankan proses CRISPR-Cas-9 di Max-Delbrueck-Centre untuk Perubatan Molekul di Berlin.

Seperti teknologi penyuntingan lama, bagaimanapun, CRISPR-Cas-9 memotong kedua-dua helai DNA, yang mempunyai beberapa kelemahan, kata Liu. Untuk satu, beberapa sel membalikkan perubahan selepas ia dibuat, katanya, “jadi kecekapan keseluruhan penyuntingan adalah sangat rendah.”

Pasukan Liu mendapati bahawa jika anda memotong hanya satu helai heliks berganda DNA dengan teknologi berasaskan CRISPR dan “mengikat” satu lagi, sel itu lebih berkemungkinan melaksanakan perubahan yang sepadan pada helai kedua tanpa aduan – dan dengan lebih sedikit kesilapan.

Liu dan pasukannya juga mencipta satu lagi jenis alat berasaskan CRISPR yang dipanggil editor utama, yang boleh membuat suntingan yang lebih besar dan lebih kompleks kepada DNA yang tidak dapat dilakukan oleh editor asas.

Dalam ujian menggunakan sel manusia yang ditanam di makmal, pasukan Liu menggunakan pengeditan utama untuk membetulkan gen bertanggungjawab untuk penyakit Tay-Sachs, gangguan neurologi maut yang menyerang dalam beberapa bulan pertama kehidupan. Kanak-kanak dengan Tay-Sachs biasanya mati dalam masa beberapa tahun selepas gejala bermula.

“Satu analogi yang saya suka gunakan ialah CRISPR-Cas_9 yang asli adalah seperti gunting yang memotong DNA. Editor asas adalah seperti pensel yang membetulkan huruf dengan tepat dengan menukarnya kepada salah satu daripada empat huruf yang berbeza,” jelas Liu. “Dan editor utama adalah seperti pemproses perkataan molekul yang melakukan carian sebenar dan menggantikan urutan yang lebih besar.”

Hanya satu pertiga daripada 75,000 “salah ejaan” yang diketahui yang menyebabkan penyakit genetik boleh diperbetulkan oleh editor asas, kata Liu. “Tetapi tambahkan editor utama kami, dan di antara kedua-dua mereka akhirnya boleh membebaskan kami daripada terikat dengan sebahagian besar salah ejaan dalam DNA kami,” katanya.

“Kami perlu memastikan semua teknologi berbeza ini melalui ujian klinikal dengan sangat berhati-hati,” tambah Liu. “Tetapi jika mereka terbukti selamat dan berkesan, maka seseorang boleh membayangkan merawat bukan sahaja salah ejaan yang jarang berlaku yang menyebabkan penyakit genetik yang teruk, tetapi mungkin juga merawat varian gen yang kita tahu menyumbang kepada penyakit yang dahsyat seperti penyakit Alzheimer atau kolesterol tinggi.”

Didalam catatan blog 2019bekas pengarah Institut Kesihatan Nasional Dr. Francis Collins menggelar penyuntingan utama sebagai “revolusioner”, dengan berkata Liu dan pasukannya telah “menggunakan sistem baharu mereka untuk memasukkan segmen DNA baharu sehingga 44 huruf panjang dan untuk membuang segmen sekurang-kurangnya 80 huruf panjang.”

Walau bagaimanapun, Collins menambah, “Tidak jelas sama ada penyuntingan utama boleh memasukkan atau mengalih keluar DNA sebesar gen panjang penuh – yang mungkin mengandungi sehingga 2.4 juta huruf.”

Penyuntingan genetik tidak akan menjadi penyelesaian untuk semua penyakit hidup, Liu mengingatkan. Sebagai contoh, jangkitan dan sel kanser adalah dua kawasan yang tidak dipadankan dengan baik untuk penyuntingan gen, kerana anda perlu menyentuh setiap sel untuk menghentikan penyakit itu.

“Tetapi dengan banyak penyakit genetik, kita selalunya hanya perlu mengedit 20% atau 30% tisu untuk menyelamatkan penyakit genetik itu,” kata Liu. “Itulah yang kita lihat dengan progeria dan penyakit sel sabit pada tikus. Sedikit penyuntingan boleh membantu menyelamatkan penyakit ini pada haiwan, dan kami juga berfikir tentang manusia.”

We wish to thank the author of this short article for this amazing material

Menukar DNA kami: ‘Zaman penyuntingan gen terapeutik manusia sudah tiba’ | CNN


Check out our social media accounts and also other pages related to themhttps://paw6.info/related-pages/