DNA. Kredit: CC0 Creative Commons.

Bakteriální imunitní systém CRISPR se teď hřeje na výsluní jako genomový editor, který umí velmi přesně přepisovat DNA nebo RNA živých buněk. Dovede vyhledat požadovanou část sekvence v genomu, přestřihnout řetězec DNA, provést editaci, a pak opět DNA spojit. Takový zásah je ale samozřejmě vždy poněkud riskantní.
Vědecký tým Salkova institutu v novém čísle časopisu Cell zveřejnil novou metodu, kdy s upravenou verzí editoru CRIPSR/Cas9 nezasahují do sekvence DNA, nýbrž mění aktivitu genů, které mají těsný vztah k některému onemocnění. Šéf výzkumu Juan Carlos Izpisua Belmonte a jeho kolegové tuto novou metodu léčby předvedli na laboratorních myších s několika různými nemocemi.

Juan Carlos Izpisúa Belmonte. Kredit: Salk Institute.

Podle Belmonteho jejich výzkum motivovala snaha předejít nutnosti rozpojování DNA, které přináší určité riziko vzniku nových mutací. Proto si vyvinuli systém CRIPSR/Cas9, který nerozpojuje DNA. Výsledky Belmonteho laboratoře dokládají, podle všeho vůbec poprvé, že je možné účinně zasáhnout v organismu změnou epigenetiky, tedy ovladačů aktivity genů, při zachování DNA v původním stavu.

Jak to funguje? Tým Salkova institutu použil pro přepravu svého systému do těla myší dopravní prostředek v podobě dvou vykuchaných virů AAV (adeno-associated virus), které se pro podobné účely běžně využívají. Do jednoho z virů vložili enzym Cas9, do druhého zase krátkou naváděcí RNA (sgRNA), která navede CRISPR přesně na cíl, a spolu s ním transkripční aktivátor. Použitá naváděcí RNA obsahuje o několik bází méně, než standardních 20 bází většiny CRISPR systémů. Díky této změně nedojde k rozpojení řetězce DNA.

Logo Salk Institute.

V této úpravě pracuje CRISPR tak, že najde příslušné místo v DNA a namísto jejího rozpojení spustí transkripci požadovaného genu. Podle badatelů by tímto stylem bylo možné aktivovat prakticky jakýkoliv gen nebo metabolickou dráhu, aniž by přitom vznikaly potenciálně nebezpečné mutace. Takový zásah může značně ovlivnit aktivitu celé buňky a DNA se to vůbec nedotkne.

Belmonte a spol. novou technologii vyzkoušeli v léčbě hned několika závažných onemocnění. U myší s akutním selháním ledvin dokázali aktivovat poškozené nebo vypnuté geny a obnovit tím původní funkci ledvin. Myším s cukrovkou zase tímto zásahem proměnili některé buňky jater na buňky jako ze slinivky, které pak vyráběly inzulín. Úspěšně také zasáhli u myší se svalovou dystrofií a zesílením exprese genů, spolupracujících se zmutovaným genem, potlačili nepříznivý efekt mutace a porazili svalovou dystrofii. Stejný postup by prý také mohl fungovat u Alzheimera Parkinsona a dalších nemocí.

První výsledky jsou ohromně slibné. Upravený editor CRISPR skutečně léčí hned několik nemocí a pro pacienta je takový zákrok podle všeho bezpečný. Pokud se tento postup osvědčí v dalším výzkumu a klinických testech, tak tu máme novou revoluci v medicíně.

Video:  Salk Institute: Juan Carlos Izpisúa Belmonte


Literatura
Cell Press 7. 12. 2017, Cell online.