Jedną z najnowszych technik edycji genów jest CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Wzbudziła ona zrozumiałe nadzieje wśród naukowców. Jej działanie, na tle dotychczasowych metod, jest precyzyjne. Enzymy CRISPR powodują rozerwanie łańcucha DNA i wstawienie tam własnego fragmentu (nawet uzyskanego de novo). Wg genetyków pozwoli to na modyfikację ludzkiego genomu w pożądany przez nas sposób. Daje to szanse wyleczenia wielu niebezpiecznych chorób o podłożu genetycznym.
Optymiści z Harvardu i MIT twierdzą, że aż 89% mutacji wywołujących choroby genetyczne będzie można naprawić dzięki CRISPR. Ocenia się, że takich mutacji jest około 75000. Pozostałe 11% to zaburzenia wywołane powieleniem kopii tych samych genów lub brakiem odpowiedniego fragmentu DNA. Oczekuje się, że pierwsze zastosowania nastąpią w przypadku tych chorób genetycznych, które można byłoby leczyć, pobierając wadliwe komórki z organizmu chorego. Po ich „naprawie” byłyby ponownie wprowadzane do krwiobiegu. Tak można byłoby leczyć anemię sierpowatą i talasemię (zaburzenia syntezy hemoglobiny).
W takim razie co oznacza to badanie…
Powszechnie uważa się, że błędy w DNA mogą powodować poważne, często nieuleczalne choroby. Międzynarodowy zespół naukowców zastosował odmienne podejście. Uczeni postanowili przyjrzeć się osobom, które pomimo zmian genetycznych pozostają zdrowe. Przebadano 589 306 osób, spośród których 13 powinno cierpieć z powodu mukowiscydozy, zespołu Smitha-Lemliego-Optitza, pęcherzowego oddzielania się naskórka i innych chorób. Niczego takiego jednak nie odnotowano, dzięki – jak założono – obecności w ich genomie tajemniczego fragmentu „superbohaterskiego” DNA, który utrzymuje ich przy zdrowiu.
W raporcie stwierdzono, że choroby są tak poważne, że bardzo mało prawdopodobne, że cierpiąca na nie osoba nie wykazywałaby żadnych objawów. Wyniki badań uznano za fascynujące.
…i ta megasensacja???!!!!
Poza wyjątkami, mutacje dziedziczone w genach tylko w niewielkim stopniu decydują o ryzyku różnych chorób, bo najważniejsze są styl życia i środowisko – wynika z szerokiej analizy badań przeprowadzonych ostatnich 20 latach. Rozwój danej choroby zależy od genów tylko w…5%.
Uczeni z Kanady przeprowadzili metaanalizę, w której uwzględnili dane nt. związków między różnymi chorobami a mutacjami punktowymi w genach (tzw. polimorfizm punktowy, single nucleotide polymorphisms – SNP).
Rozwinięcie się znaczącej większości chorób, w tym wielu nowotworów, cukrzycy, choroby Alzheimera, zależy od genów w najlepszym razie w 5–10%. Zatem DNA nie określa przeznaczenia człowieka, a SNP są bezużyteczne dla przewidywania chorób. Poza nielicznymi wyjątkami, coraz bardziej jasne staje się, że ryzyko pojawienia się większości chorób zależy od metabolizmu, środowiska, stylu życia i dostępu do różnego rodzaju substancji odżywczych oraz działania chemikaliów, bakterii i wirusów. Analiza wskazuje jednocześnie dolegliwości (choroba Crohna, celiakia czy zwyrodnienie plamki żółtej), na których rozwój geny wpływają znacząco.
Wyniki te stoją w sprzeczności z biznesowymi modelami wielu firm sugerujących, że testy genetyczne mogą skutecznie przewidzieć zagrożenie różnymi problemami zdrowotnymi. Jeśli chce się uzyskać miarodajne dane odnośnie zdrowia i skłonności do różnych chorób oraz tego, co można z nim zrobić, lepiej jest zanalizować metabolizm, mikrobiom czy białka, a nie geny.
Okazało się, że wiele chorób genetycznych wiąże się nawet z dziesiątkami możliwych mutacji. W przypadku mukowiscydozy mamy 200 różnych mutacji genu CFTR, które mogły spowodować chorobę i setki kolejnych, które niczego nie zmieniały.
Genetycy przekonali się, że można mieć szkodliwą mutację i jednocześnie nie mieć żadnej nieprawidłowości i że ta sama choroba może współwystępować z mutacjami w kilku genach albo przeciwnie, kilka różnych chorób jest związana z mutacją pojedynczego genu. Przykład? Dwie siostry miały ten sam wadliwy gen odpowiedzialny za dziedziczną formę ślepoty zwaną retinopatią barwnikową. Młodsza rzeczywiście była niewidoma, ale ostrość widzenia u starszej była znakomita i pracowała jako kierowca ciężarówki.
By precyzyjniej określić funkcję genów, opracowano pomysłowe eksperymenty, w których w zarodku zwierzęcia wyłączano ważny gen i obserwowano, jak wpływa to na jego dalszy rozwój. W niektórych przypadkach nie dało to żadnych efektów. Zdarzało się, lecz stosunkowo rzadko, że dezaktywacja genu prowadziła do przewidywanego skutku. Kiedy indziej dezaktywacja genu faktycznie wywołała przewidywaną wadę, ale w znacznie mniejszym stopniu, niż oczekiwano. A czasami wyłączenie genu nawet poprawiało stan zmutowanego zwierzęcia.
Powtórzmy więc jeszcze raz: GENY TO NIE WSZYSTKO!
Poznanie genomu podkopało centralne założenie biologii, że przyczyna niemal nieskończonej różnorodności form i cech musi „leżeć w genach”. Wyniki pokazały, że geny kodują tylko podstawowe elementy komórek (hormony, enzymy, białka), a źródeł różnorodnej subtelności form, kształtów i kolorów nigdzie nie widać! Innymi słowy: w składzie genetycznym muchy czy człowieka nie ma nawet najdrobniejszej wskazówki wyjaśniającej, dlaczego mucha ma sześć odnóży, parę skrzydeł i mózg wielkości kropki, a my – dwie ręce, dwie nogi i ogromny mózg.
W wyniku poznania genomu przeszliśmy od założenia, że znamy genetyczną podstawę nieskończonej różnorodności życia oraz zasady, a nawet szczegóły tych największych cudów, do uznania, że nie tylko niczego nie rozumiemy, ale póki co nie mamy żadnej koncepcji wyjaśnienia. Jest to jeden z tych rzadkich i cudownych momentów, kiedy sukces uczy nas pokory.
Stanęliśmy przed prawdziwym wyzwaniem. Czeka nas rozszyfrowanie działania tajemniczego systemu regulacyjnego. Czy to się w ogóle uda? Podatność na większość chorób jest prawdopodobnie związana z genetyczną zmiennością czynników kontrolujących wzrost i różnicowanie, zapisanych w tych rejonach genomu, które nie kodują białek.
Jednak miną zapewne długie lata (???!!!), zanim powstanie teoria wyjaśniająca jak DNA, RNA i mechanizmy epigenetyczne tworzą spójny, samoregulujący system. Badania nad genomem zwróciły uwagę na bardziej złożony proteom (ogół białek). A jest go dużo trudniej badać niż geny. Nie potrafimy przewidywać struktury białka. Ponadto komórki często ją modyfikują, dodając reszty cukrowe i lipidowe. No i nie ma uniwersalnego ludzkiego proteomu. Rozmaite czynniki (nawet wypicie szklanki wina) mogą nań wpływać. Każdy jego stan – zdrowie/choroba, przyjmowanie /odstawienie leku – to także odmienne białka.
Z jednej strony rodzi to problemy, z drugiej – daje nadzieje! Odsyła do lamusa slogan „genów nie oszukasz”, zaś uprawdopodabnia znaną wszystkim mądrość ludową, że „każdy jest kowalem swojego losu”!
Ale o tym już w następnej notce…
zlornetkawsieci 
Dodaj komentarz