https://bodybydarwin.com
Slider Image

Els metges van alterar els gens d’una persona amb CRISPR per primera vegada als Estats Units.

2022

La setmana passada, per primera vegada, els metges dels Estats Units van utilitzar l’eina d’edició de gens CRISPR per intentar posar remei a una malaltia genètica en una persona viva. Victoria Gray, una dona de 41 anys de Mississipí va néixer amb malaltia de cèl·lules falciformes, una malaltia sovint dolorosa i debilitant causada per una mutació genètica que altera la forma dels glòbuls vermells. Fins ara, només existeix un tractament per a la malaltia: un trasplantament de donants que funciona només per un 10 per cent dels pacients, però els metges creuen que l’edició de cèl·lules extretes de la medul·la òssia de Gray podria restaurar la formació adequada de glòbuls vermells. Si té èxit, es podria demostrar que és el tractament que esperaven el 90 per cent dels pacients amb cèl·lules falç.

Les persones amb malaltia de cèl·lules falciformes no fan que la beta-hemoglobina sigui la proteïna que tant fa que els glòbuls vermells siguin agradables i rodons i ajudin a transportar oxigen a través del cos. En lloc d'això, produeixen una proteïna defectuosa anomenada hemoglobina S que canvia la química dels glòbuls vermells i fa que s’hi encobrin i esdevinguin rígids i en forma de falç. Les cèl·lules similars al ganxo no són tan eficients per transportar oxigen com els seus homòlegs circulars sans. En lloc d'això, s'embussen en petits vasos sanguinis i es descomponen de manera prematura, privant els teixits i òrgans d'oxigen molt necessari, provocant dolor i fatiga extrema. Per intentar tractar-ho, els metges van treure les cèl·lules mare de la medul·la òssia de Grey i van utilitzar CRISPR per ajustar l'ADN per convertir una proteïna específica que permetés una producció adequada de glòbuls vermells.

Gray és la primera persona als Estats Units que ha alterat les seves cèl·lules amb CRISPR i la segona a nivell mundial. El primer pacient va ser atès a Alemanya, segons un anunci de CRISPR Therapeutics (una de les dues companyies biotecnològiques que encapçalaven l'estudi) al febrer, per un trastorn genètic similar anomenat beta-talassèmia. Segons un comunicat de premsa recent, el pacient (la identitat de la qual no s’ha revelat) està millorant i no ha necessitat transfusions de sang el tractament típic de la malaltia in més de quatre mesos.

CRISPR Therapeutics, una empresa de Cambridge, basada en Massachusetts, centrada en el desenvolupament de teràpies basades en gènics, i Vertex Pharmaceuticals de Boston acabarà inscrivint al voltant de 45 persones d’entre 18 i 35 anys en les dues empreses estudi conjunt per veure si la sang pot modificar-se genèticament. les cèl·lules amb CRISPR podrien posar remei a aquestes cèl·lules falcioses defectuoses.

CRISPR representa repeticions palindròmiques curtes i amb intersecció entre grups. Estan repetint seqüències d’ADN que en combinar-se amb un enzim en aquest cas Cas9 actuen com unes tisores que tallen ADN i poden trossejar, treure i substituir diversos segments d'ADN.

Els científics van identificar per primera vegada CRISPR com un sistema de defensa dels bacteris. Quan els virus intenten fer-se càrrec d’una cèl·lula bacteriana, el microorganisme conserva trossos del virus de l’ADN del virus de manera que si el bacteri sobreviu a l’atac, té una manera de reconèixer l’invasor la propera vegada. Si el virus torni, la cèl·lula utilitzaria l'ADN robat per a fer que l'ARN s'anomenés RNA guia RNA, anomenat així perquè guia literalment l'enzim picador d'ADN, Cas9. L’ARN guia troba la seva coincidència en l’ADN viral invasor i després Cas9 fa un tall que danya l’ADN viral i defensa que la cèl·lula bacteriana es faci càrrec de la presa de virus.

Els científics han reposat el sistema CRISPR-Cas9 per fer tot tipus de coses. Dissenyen la guia de l'ARN per combinar els gens que puguin eliminar o canviar, com una mutació causant de malalties en humans o un gen que regula el creixement de les plantes i, a continuació, s'adjunta Cas9. Per a la teràpia amb cèl·lules falciformes, es van orientar BCL11A en glòbuls vermells. La BCL11A té molts papers importants en el cos, però en els glòbuls vermells, reprimeix una proteïna anomenada hemoglobina fetal. Si està inhabilitada, les cèl·lules faran hemoglobina fetal, que impedeix que les cèl·lules es mareixin.

Per al tractament, el metge ha tret les cèl·lules mare de la medul·la òssia de Grey, segons Bao. Després, van utilitzar CRISPR-Cas9 per tallar i desactivar el gen BCL11A de manera que la cèl·lula ja no produís el repressor.

Una vegada que les cèl·lules editades s’injecten de nou a la medul·la òssia del pacient, haurien de començar a produir hemoglobina fetal. Tots els humans produeixen hemoglobina fetal quan són nadons, però amb el pas del temps l’hemoglobina fetal cau de forma espectacular i el cos la substitueix per beta-hemoglobina, normalment, o amb l’hemoglobina S en pacients amb cèl·lules falciformes.

El 1941, una pediatra anomenada Jane Watson es va adonar que els nadons amb cèl·lula falç no tenien símptomes fins als 6 mesos a l’1 any d’edat, va dir Vivien Sheehan, un hematòleg de la Universitat de Baylor. També va observar que els nadons amb malaltia de cèl·lules falciformes produïen hemoglobina fetal durant més temps, fins als dos anys d’edat.

Ha explicat Sheehan, des del descobriment de Watson, hi ha hagut moltes investigacions per suggerir que l’augment d’hemoglobina fetal és una estratègia de tractament viable. Evita que l’hemoglobina S defectuosa cavi al glòbul vermell. Però es necessiten gairebé 80 anys per trobar la manera d’executar l’estratègia.

El tractament, però, no està exentat dels seus riscos. Abans que els metges puguin injectar les cèl·lules editades a la medul·la òssia del pacient, han de danyar les altres cèl·lules mare mitjançant radiació i quimioteràpia. Si no es donen, les cèl·lules mare ineditades continuaran produint glòbuls vermells falçats més ràpidament que les cèl·lules editades poden produir-ne sanes. Per donar un avantatge a l’hemoglobina fetal i assegurar-se que les cèl·lules sanguines i rodones siguin avantatjoses, lesionen les cèl·lules mare originals que produeixen cèl·lules falçades.

Després d’això, es converteix en un joc d’espera. Esperen que augmenti l’hemoglobina fetal i que disminueixi la quantitat de cèl·lules sanguínies falç. Per què el tractament valgui la pena per al pacient, diu Sheehan, ha de millorar significativament la qualitat de vida del pacient. Hi ha d’haver un pagament funcional, un alleujament a llarg termini de la condició.

L’edició de gens té el potencial de tractar diverses malalties genètiques i altres actualment incurables, inclosos alguns càncers. Però, com que es pot tallar essencialment qualsevol segment d'ADN al seu parer, s'ha d'utilitzar amb molta prudència.

Fa uns mesos, el científic xinès He Jiankui va utilitzar CRISPR per editar embrions humans. Després va implantar els embrions a l’úter d’una dona i va donar a llum a nenes bessones el novembre del 2018. La seva intenció era desactivar un gen anomenat CCR5 als embrions perquè fossin resistents a la infecció pel VIH que pogués el seu pare. Però, a diferència dels assajos amb cèl·lules falciformes, l'experiment de He va ser un enorme error ètic i il·legal en molts països.

Sheehan, quan els científics utilitzen CRISPR per editar un embrió, estan canviant totes les cèl·lules del cos eventual de la persona. Així doncs, va desactivar la proteïna CCR5 a les cèl·lules cardíaques bessones, cèl·lules del cervell i cèl·lules de la pell - arreu. Els científics no tenen ni idea de quins efectes secundaris poden tenir, sobretot perquè el mateix gen pot tenir diferents rols en diferents tipus de cèl·lules.

L’edició de gens d’un embrió també fa canvis a les seves cèl·lules sexuals, afegeix Gang Bao, bioenginyera de la Universitat de Rice. Així doncs, "les modificacions genètiques que es faci es passaran a les noves generacions, això és perillós".

En els tractaments amb cèl·lules falciformes, els científics només editen un sol tipus de cèl·lula somàtica (qualsevol cèl·lula que no sigui una cèl·lula sexual), afirma Bao que estudia teràpies CRISPR per a cèl·lules falciformes, però no està implicat en l’assaig clínic. Això significa que les alteracions afecten únicament l’individu tractat i no es poden transmetre a altres generacions. Els investigadors també van editar un tipus específic de cèl·lules mare tals que els glòbuls vermells serien els únics tipus de cèl·lules afectades. En altres paraules, el tractament experimental es conté a un sol tipus de cèl·lula en una sola persona.

Bao explica que, amb CRISPR, sempre hi ha conseqüències involuntàries. Per a aquests assaigs clínics, CRISPR està pensat per fer un doble fil en un gen, però inevitablement hi haurà els anomenats "efectes fora de la destinació". És normal que quan utilitzin CRISPR l'enzim talli ocasionalment en algun lloc que els investigadors no ho fessin. pretendre. Hi ha algunes versions extremadament precises de l’enzim, però fins i tot aleshores el nombre de talls fora de la destinació no és mai zero, segons ell.

Per a saber si aquests fragments no desitjats són perjudicials o massa pocs per ser un problema, els investigadors hauran de vigilar a Gray i altres pacients com a mínim 15 anys, segons Sheehan, possiblement més temps. Es pot trigar molt a comprendre si l’hemoglobina fetal és una solució a llarg termini i per veure si hi ha efectes no intencionats de l’ús de CRISPR.

És massa aviat per treure conclusions, però els investigadors encara estan ansiosos, ja que per a la gran majoria de les persones amb malaltia de cèl·lules falciformes, Sheehan afirma, "aquesta és l'única cura potencial".

Un biòleg evolutiu pren els cossos absurds dels superherois

Un biòleg evolutiu pren els cossos absurds dels superherois

L’escalfament global no és “anivellar”, així que deixeu de dir-ho

L’escalfament global no és “anivellar”, així que deixeu de dir-ho

Frankenstein es va basar en alguns experiments molt reals (i molt esgarrifosos)

Frankenstein es va basar en alguns experiments molt reals (i molt esgarrifosos)