CRISPR, odnosno Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, grupirane su, pravilno razmaknute kratke ponavljajuće palindromske sekvence koje se nalaze u genomu unutar ponavljajućih nizova DNK. Komplicirano? Očito da. No, ako dodamo slovima CRISPR i ime enzima Cas9, dobivamo ime trenutačno najuzbudljivije tehnologije u biologiji i genetici. Jer njome se, čini se, iznimno lako može urediti genom, odnosno može ga se izmijeniti, prekrojiti, prepraviti. Iako su takve metode postojale i prije, CRISPR Cas9 apsolutno je najpreciznija tehnologija.
Kina testirala 2016.
Ponovo sve to izgleda vrlo jednostavno – CRISPR Cas9 dvokomponentni je sustav koji se sastoji od proteina, dakle enzima Cas9 kojemu je zadaća cijepati molekulu, a drugi je dio mala molekula RNK koja dovodi Cas9 na željeno mjesto na kojem se želi napraviti promjena genoma. Kada se molekula slomi, reagirat će proteini koji sudjeluju u popravku DNK te koji će se usmjeriti da deaktiviraju neki gen, ubace još nizova u DNK ili da poprave neku mutaciju. Jednostavno, CRISPR-om Cas9 mijenja se kod molekule. Nije stoga nikakvo čudo da je tehnologija prihvaćena u tako kratku vremenu. Zašto je tome tako, pitali smo dr. sc. Olivera Vugreka, voditelja Laboratorija za naprednu genomiku Zavoda za molekularnu medicinu Instituta Ruđer Bošković.
– Za ozbiljan molekularno-biološki laboratorij CRISPR tehnologija ne predstavlja nikakav izazov i vrlo se brzo može upogoniti i koristiti svakodnevno. Visoka preciznost i efikasnost zaslužni su za uspjeh metodologije. Također, materijalni troškovi znatno su niži te je vremenski manje zahtjevna, brže se dolazi do željenih rezultata u usporedbi s drugim metodama – kaže dr. Vugrek.
Istaknuti hrvatsko-američki znanstvenik dr. Joseph Schlessinger, biokemičar koji je ujedno i jedan od najcitiranijih znanstvenika u svijetu slaže se.
- Tehnologija CRISPR omogućuje utišavanje gena ili stvaranje takvih mutacija u genima uzgojenih stanica ili stanica živih organizama kako bi se razjasnile fiziološke uloge koje imaju proizvodi genskog izražaja poput RNA ili bjelančevina. Riječ je o snažnom i odlično istraživačkom alatu kojim se može doći do spoznaja o funkcioniranju jednog ili kombinacije gena u biologiji ali i mnogim patološkim stanjima, kaže dr. Schlessinger. Jasno je da CRISPR-Cas9 puni stranice znanstvenih magazina i mainstream medija neobičnom brzinom. K tome, praktički iza svakog važnijeg dostignuća u biologiji i genetici stoji upravo ova tehnologija. Povjerenje je znanstvenika u CRISPR-Cas9 toliko da je nedavno u Americi počelo testiranje tehnologije na ljudima. To je u Americi prvi put, no u Kini je takvo testiranje već obavljeno 2016. godine. Dr. Edward Stadtmauer s medicinskog fakulteta u Pennsylvaniji u tom će pokusu pokušati izmijeniti ljudske T-stanice koje igraju središnju ulogu u imunom sustavu, kako bi utjecali na tumore, i to sarkom, multipli mijelom i melanom. Zanimljivo je i to da ovo istraživanje financira Parker Institute for Cancer Immunotherapy, dobrotvorna fundacija koju je stvorio Sean Parker, čovjek koji je napravio Napster. I trebat će novca jer pokusi će trajati petnaest godina, sve do siječnja 2033. godine. Dakako, jedino ovakve studije mogu dati one spoznaje koje znanost zasad nema o primjeni CRISPR-Cas9 tehnologije.
– Pouzdanost je izuzetno visoka i jedina nedoumica kada se govori o primjeni metode kod mogućih budućih liječenja realnih pacijenata takozvani je off-target efekt. To znači da je moguće, osim editiranja ciljanih regija (u genomu), pogoditi regije koje nisu ciljane što može imati katastrofalne posljedice. Off-target efekti nisu još dovoljno detaljno proučeni, i to prvenstveno zbog novosti metode. Kada se to pitanje riješi, vrlo vjerojatno će se već moći krenuti u pravu primjenu za određene bolesti – kaže dr. Vugrek pa nastavlja kako je nedavno objavljen rad u kojemu su ovom metodom uspjeli izbrisati cijeli kromosom u mišjim embrionalnim stanicama te u samim miševima, što otvara mogućnosti da će se jednog dana možda moći i liječiti kromosomalne anomalije poput trisomija i tako dalje.
Moguća primjena i kod AIDS-a
– Dosta se intenzivno tehnologija koristi u stvaranju transgenih životinja, od vinske mušice, kvasca, glista, riba, ptica, reptila, do sisavaca, za bazična istraživanja bioloških procesa, pa i u različitim područjima gdje su za čovjeka važna područja onkologije, nasljednih bolesti, neurologije, i tako dalje, dakle sve u području biomedicine – govori znanstvenik s Instituta Ruđer Bošković napominjući kako neke moguće primjene vidi u liječenju AIDS-a jer se s pomoću CRISPR-Cas9 ciljano može izbrisati genom HIV-a iz genoma zaraženih osoba, no to je sve još daleko od konkretne primjene na pacijentima.
– Svakako, ogroman potencijal postoji, očekivanja su velika, istraživanja idu uglavnom u dobrom smjeru iako će biti još velikih rasprava o etičnosti budućih genskih terapija, kaže dr. sc. Oliver Vugrek. Optimizam je ogroman u znanstvenim krugovima. Predviđanja primjene sežu do eliminiranja nekih teških bolesti putem korigiranja grešaka u genomu koje ih uzrokuju. Primjerice, znanstvenici s medicinskog fakulteta u Oregonu uspjeli su primjenom CRISPR-Cas9 na embrijima sasvim eliminirati mutacije koje uzrokuju hipertrofičnu kardiomiopatiju, bolest srca, na 36 od 54 embrija, dok je na 13 to uspjelo djelomično. Najhrabrije pretpostavke idu tako daleko da tvrde kako će se uskrsnuti izumrle vrste. U tijeku je eksperiment u kojem se treba razviti embrij hibrida slona i mamuta.
- Tehnologija CRISPR-Cas9 može podržati i olakšati razvoj novih terapija za bolesti kroz prepoznavanju novih ciljeva terapije lijekovima, stvaranje novih modela bolesti na životinjama u svrhu testiranja novih lijekova. No, važnije je njegovo korištenje kao alat za otkrivanje novih staničnih mehanizama i puteva koji će omogućiti bolje razumijevanje kompliciranih bolesti i patologija. CRISPR nudi i nove mogućnost za tretiranje genetskih bolesti korigirajući mutirane gene ili mijenjajući gene koji u kojima leže genetski kodovi za proteine koji igraju ulogu u različitim patologijama. Takve primjene CRISPR-a ipak uključuju i velika bioetička razmatranja, završava dr. Joseph Schlessinger.
