Η χρήση της μεθόδου CRISPR/Cas9 στη θεραπευτική ανθρωπίνων νόσων

Abstract

Το σύστημα CRISPR/Cas9 αποτελεί την πλέον ανερχόμενη μέθοδο γονιδιωματικής επεξεργασίας, υπερέχοντας των προηγούμενων μεθόδων που περιελάμβαναν άλλες προγραμματισμένες νουκλεάσες. Οι «περίεργες» αυτές αλληλουχίες CRISPR ανακαλύφθηκαν σε βακτήρια και Αρχαία και, όπως διαπιστώθηκε, αποτελούν έναν πλέον καλά χαρακτηρισμένο προσαρμοστικό αμυντικό μηχανισμό ενάντια στους φάγους. Τα δύο βασικά συστατικά της τεχνολογίας CRISPR/Cas9 είναι η πρωτεΐνη Cas9 με τους τομείς ενδονουκλεάσης RuvC και ΗΝΗ, και το RNA-οδηγός μονού κλώνου (sgRNA). Τα δύο αυτά μόρια δρώντας συνεργατικά προκαλούν δίκλωνες θραύσεις στο επιθυμητό τμήμα του DNA που χρήζει επιδιόρθωσης, ενώ οι τομείς ενδονουκλεάσης της Cas9 αφήνουν κομμένα τυφλά άκρα. Τα μονοπάτια HDR ή NHEJ του κυττάρου ενεργοποιούνται στη συνέχεια για την κάλυψη του κενού οδηγώντας σε ποικίλα αποτελέσματα. Για την παράδοση της Cas9 και του sgRNA στα κύτταρα εφαρμόζονται μέθοδοι που χρησιμοποιούν φορείς ιικού ή μη τύπου, με τους δεύτερους να διαχωρίζονται περαιτέρω σε φυσικούς ή χημικούς. Η διαιώνιση ασθενειών με υπόβαθρο κατάλληλο για γονιδιωματική επεξεργασία μέσω του συστήματος CRISPR/Cas9 προκάλεσε το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας και έτσι διεξήχθησαν προκλινικές μελέτες για τη διερεύνηση της θεραπευτικής προοπτικής της τεχνολογίας αυτής. Στο επίκεντρο των ερευνών τέθηκαν νόσοι όπως ιικές λοιμώξεις, με κυριότερο λοιμογόνο παράγοντα τον ιό ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας HIV, διάφορες μορφές καρκίνου, αιματολογικές διαταραχές, μυϊκές δυστροφίες, καρδιαγγειακές διαταραχές και η κυστική ίνωση, με τα ευρήματά τους ως προς την αποτελεσματική θεραπεία να είναι θετικά. Μάλιστα, ασθένειες κατά τις οποίες όλοι οι νοσούντες φέρουν την ίδια γενετική μετάλλαξη, όπως η δρεπανοκυτταρική αναιμία, αποτελούν ιδανικούς υποψήφιους για θεραπευτική εφαρμογή του συστήματος CRISPR/Cas9. Για την αντιμετώπιση των προαναφερόμενων νόσων στην παρούσα μελέτη προτείνονται ποικίλοι τρόποι δράσης του συστήματος CRISPR/Cas9. Παράλληλα επισημαίνεται ότι, σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή τόσο κατά την επιλογή του τρόπου παράδοσης των συστατικών στοιχείων της τεχνολογίας, όσο και κατά το σχεδιασμό των εκάστοτε RNA-οδηγών ώστε να περιορίζεται η δραστηριότητα εκτός της περιοχής-στόχου.