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

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 mendapat peluang untuk bertemu Adelia sebelum dia meninggal dunia pada Januari. Tetapi setiap pesakit progeria yang saya temui adalah hangat, menawan, petah bercakap 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 kepada hadirin Selasa di persidangan Life Itself, kesihatan dan acara kesihatan 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 Luas MIT dan Harvard , pusat penyelidikan bioperubatan dan genomik 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 pun tiba,” kata Liu kepada penonton Life Itself.

Faedah ‘nick’

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.

Apakah CRISPR dan mengapa ia kontroversi?
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.

Mengedit urutan DNA yang lebih besar

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.

Eksperimen tidak beretika' sumbangan yang menyakitkan untuk perubatan hari ini
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 asal adalah seperti gunting yang memotong DNA. Editor asas adalah seperti pensel yang betul-betul membetulkan huruf 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 dapat membebaskan kami daripada terikat dengan sebahagian besar salah ejaan dalam DNA kami,” katanya kepada penonton Life Itself.

“Kami perlu memastikan semua teknologi berbeza ini melalui ujian klinikal dengan berhati-hati,” tambah Liu. “Tetapi jika ia 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 Kebangsaan Dr Francis Collins menggelar penyuntingan utama sebagai “revolusioner,” 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 yang sebesar gen panjang penuh – yang mungkin mengandungi sehingga 2.4 juta huruf.”

Para saintis telah membuka kunci potensi vitamin D tomato, kata kajian

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 kami lihat dengan progeria dan penyakit sel sabit pada tikus. Sedikit penyuntingan boleh membantu menyelamatkan penyakit ini dalam haiwan, dan kami juga berfikir pada manusia.”

We want to say thanks to the writer of this short article for this remarkable material

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


You can find our social media profiles and other pages related to it.https://paw6.info/related-pages/