Novinky / Prime editing: průlomový objev v genové terapii

Prime editing: průlomový objev v genové terapii

Umělé zásahy do genetického kódu bývají oblíbeným námětem mnoha sci-fi knih a filmových scénářů. V novém tisíciletí se science fiction stalo realitou. Předmětem zájmu vědeckých týmů však nejsou mutanti či kříženci lidí a zvířat. Jejich cíl lze popsat dvěma slovy: genová terapie.

V současné době je popsáno více než 75 000 genetických variant, které souvisejí s lidskými onemocněními. Choroby vznikají, pokud dojde k narušení funkce genů. Poškození genu může být různě velké. Geny se skládají ze sekvence stovek až tisíců nukleotidů (písmen A, C, G, T), které mají přesně definované pořadí. U některých genů stačí záměna či absence jediného nukleotidu (písmene) k propuknutí závažného onemocnění. Genoví inženýři se proto zaměřili na vývoj technik, které by jim umožnily defektní geny opravit.

Jak se ukázalo, vložení nového funkčního genu do genomu nebylo tím nejsložitějším. Hlavním problémem bylo, že vědci neměli kontrolu nad místem, kam se nový gen zabudoval. To znamenalo potíže zejména v případě, že nově vložený gen přerušil sekvenci jiného důležitého genu. Zároveň nebyly známy techniky, jak vypnout původní poškozený gen.

Za průlomový objev je označován tzv. CRISPR-Cas9. Jedná se o kombinaci enzymu CRISPR, který umožňuje rozstřižení dvoušroubovice DNA v požadovaném místě. Genoví inženýři vycházeli z poznatku, že si lidské buňky evolučně vyvinuly opravné mechanismy na obnovení poškozených sekvencí genetického kódu. Pokud tedy současně vložili do buňky i nový genový konstrukt (sekvenci písmen), byla velká pravděpodobnost, že ho buňka použije k opravě rozstřiženého místa. Tím se stane uměle vložená sekvence součástí buňky. V roce 2015 čínští vědci jako první publikovali výsledky studie odhalující úspěšnou výměnu defektních genů neživotaschopných lidských embryí. CRISPR-Cas9 se rychle rozšířil do všech předních světových laboratoří a stal se základním stavebním kamenem pro vývoj nových technik genových terapií.

V říjnovém čísle prestižního časopisu Nature představil výzkumný tým pod vedením Davida R. Liu (Broad Institute of MIT a Harvard Cambridge, Massachusetts) zcela novou technologii označovanou jako prime editing. Prime editing je precizní metoda editace genomu, která rovněž využívá enzymu Cas9 pro střih DNA v konkrétním místě. Základní rozdíl oproti metodě CRISPR-Cas9 tkví v přerušení jen jednoho vlákna dvoušroubovice DNA a předložení konkrétního návodu pro jeho opravu. Tímto návodem je speciální molekula pegRNA (prime editing guide RNA), podle které buňka opraví poškozené vlákno. Po přerušení druhého vlákna je pak podle nově vzniklé sekvence opraveno i vlákno druhé. David R. Liu provedl se svými kolegy již více než 175 úprav v lidských buňkách, včetně cílených inzercí, delecí a všech 12 typů bodových mutací (záměn písmen). Prime editing představuje bezpečný nástroj pro korekci velké většiny patogenních genetických variant. Hlavní autor studie, David Liu, uvadí, že by prime editing mohl být účinnou genovou terapií u téměř 90 % z více než 75 000 variant DNA souvisejících s onemocněním.

Rozvoj genového inženýrství s sebou přináší i mnoho otázek týkajících se zákonů a etiky. V Evropě platí tzv. Oviedská deklarace, jejíž článek 13 definuje úmluvy o lidských právech a biomedicíně. Zásahy do genomu lze provádět pro preventivní, diagnostické nebo léčebné účely, pokud dané změny nebudou přeneseny na potomstvo. Velký rozruch vyvolal v říjnu roku 2018 čínský vědec He Jiankui ( Southern University of Science and Technology in Shenzhen, China), který vystoupil se sdělením, že provedl genetickou úpravu embryí, ze kterých se narodila dvojčata Lulu a Nana. Pomocí technologie CRISPR-Cas9 modifikoval v embryích gen CCR5 s cílem navodit genetickou rezistenci vůči viru HIV. Zmíněná genová terapie by mohla umožnit početí dětí i HIV pozitivním rodičům. Většina světových vědeckých společností však experiment odsoudila z etických důvodů. Tento případ ukazuje, jak je důležité věnovat pozornost i etickým, právním a sociálním důsledkům genetického výzkumu.

 

Zdroj:

ANZALONE, Andrew V., Peyton B. RANDOLPH, Jessie R. DAVIS, et al. Search-and-replace genome editing without double-strand breaks or donor DNA. Nature [online]. 2019, 576(7785), 149-157 [cit. 2019-12-17]. DOI: 10.1038/s41586-019-1711-4. ISSN 0028-0836. Dostupné z: http://www.nature.com/articles/s41586-019-1711-4

LEDFORD, Heidi. Super-precise new CRISPR tool could tackle a plethora of genetic diseases. Nature [online]. 2019, 574(7779), 464-465 [cit. 2019-12-17]. DOI: 10.1038/d41586-019-03164-5. ISSN 0028-0836. Dostupné z: http://www.nature.com/articles/d41586-019-03164-5

Prime-editing.jpg

kontaktujte nás


Medicínské centrum Praha s.r.o.
Mezi Vodami 205/29
143 00 Praha 4
IČ: 25032119, DIČ: CZ25032119
č. ú.: 1966496379/0800

Tel.: +420 270 003 562
Fax: +420 225 152 036
info@mc-praha.cz


Recepce
Iva Vepřeková
Tel.: +420 270 003 562 / 564
recepce@mc-praha.cz

Sekretariát
Adéla Vojvodová
Tel.: +420 270 003 589
adela.vojvodova@mc-praha.cz

Hlavní sestra
Martina Vedlichová, DiS.
Tel.: +420 270 003 566
martina.vedlichova@mc-praha.cz

Vedoucí lékař
MUDr. Radek Klubal
Tel.: +420 270 003 589
klubal@mc-praha.cz


kontaktní formulář







Iva
Vepřeková

recepční


+420 270 003 562
+420 270 003 564
+420 246 028 543
recepce@mc-praha.cz


Martina Vedlichová, DiS.

hlavní sestra




Přihlásit se k odběru newsletteru