A génterápia és a genomszerkesztés terén elért új, hatékony eszközök forradalmasíthatják számos genetikai eredetű betegség kezelését. Korai fiaskókból tanulva, a kutatók olyan módszereket fejlesztettek ki, amelyek alapjaiban változtathatják meg a gyógyítás jövőjét.
A beavatkozás áttörésnek számít a génsebészetben, és reményt ad arra, hogy nemzedékeken keresztül öröklődő rendellenességek közül egyre több megelőzhető legyen. Az emberi génállomány is szerkeszthető, ami lehetővé teszi a hibás DNS-darabok eltávolítását vagy cseréjét.
A génszerkesztés úttörő technológiáját, a CRISPR nevű eljárást, vagyis a "genetikai ollót" a 2015-ös év tudományos áttörésének választották. Segítségével a szakértők géneket iktathatnak ki, a sérülteket megfelelő DNS-részekkel pótolhatják, vagy új génszekvenciákat illeszthetnek be. A CRISPR egy egyszerűen programozható génszerkesztő bioszerszám, amely minden eddiginél könnyebbé, gyorsabbá, olcsóbbá és pontosabbá teszi a DNS célzott szerkesztését: nem kívánt darabkákat lehet vele kivágni vagy kicserélni más szegmensekkel.
A portlandi Oregon Health and Science University (OHSU), a Salk Intézet és a dél-koreai Alapkutatási Intézet közös kutatócsoportja egy szívizom-elfajulással járó betegség, a hipertrofikus kardiomiopátia megelőzésén dolgozott. A rendellenesség, amely a szív hirtelen megállásához is vezethet, nem ritka, 500 emberből egyet érint. A kórt egyetlen gén (egy DNS-ben lévő utasítás) hibája okozza. Aki hordozza, az 50 százalék eséllyel adja tovább a gyermekének. A kutatók a hibát a fogamzás alatt javították ki.
Először metszettek ki sikerrel humán embrióból hibás DNS-darabot, amely egy öröklődő, súlyos szívbetegségért felelős. A kutatócsoport múlt héten már ismertetett eredménye utat nyithat mintegy 10 ezer, nemzedékről nemzedékre öröklődő rendellenesség megelőzéséhez. Az amerikai és dél-koreai tudósokból álló kutatócsoport öt napon át engedte fejlődni a "kijavított" embriókat, ezután véget vetettek a kísérletnek.
Történelmi jelentőségű genetikai sikert értek el kutatók. Először tudtak kiiktatni egy betegséget okozó DNS szakaszt emberi embrióból. A beavatkozás áttörésnek számít a génsebészetben, és reményt ad arra, hogy nemzedékeken keresztül öröklődő rendellenességek közül egyre több megelőzhető legyen.
A Nature, a BBC tudományos magazinra hivatkozva az MTI azt írja, először távolítottak el öröklődő, súlyos szívbetegségért felelős hibás DNS-darabot emberi embrióból. Az amerikai-dél-koreai kutatócsoport öt napon keresztül engedte fejlődni a korrigált embriókat, amelyeket az ún. CRISPR eljárásnak vetettek alá. A kísérlet során egy viszonylag gyakori szívbetegség, a hipertrofikus kardiomiopátiáért felelős gént távolítottak el egy embrióból. A művelet úgy zajlott, hogy a hibás gént hordozó férfi spermáját egészséges női domnor petesejtjébe juttatták a CRISPR-technológiával együtt, ami korrigálta a hibát.
A CRISPR-technológia forradalmasíthatja a betegségek kezelését, hatékonyabbá teheti a mezőgazdaságot, és úgy általában is meghatározza a genetika jövőjét. Az előnyei mellett azonban komoly etikai kérdéseket is övezik a módszerrel kapcsolatos kísérleteket. Az ellenzők vagy óvatosságra intők attól tartanak, hogy a rugalmas génszerkesztés könnyen a dizájner babák, vagyis a szülők kénye-kedvéhez szabott gyerekek megjelenéséhez vezethet. A fenntartások miatt néhány országban tilosan az ilyen kísérletek.
2015 decemberében még az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia (NAS) egy washingtoni konferenciáján is arról beszéltek egyes kutatók, hogy felelőtlenség volna a CRISPR-t embriókon kipróbálni, amíg a biztonság és hatékonyság nem biztosított. Ennek ellenére a kísérletek már évek óta ebbe az irányba mutatnak. A világon először kínai kutatóknak sikerült életképes embriók hibás génjeit kijavítani a módszerrel idén márciusban.
A tudósok egy új, félmillió DNS-mutációt tartalmazó adatbázist hoztak létre, amely feltárja, hogy egyes genetikai betegségek hogyan módosítják a szervezet fehérjéinek felépítését. Az emberi genom mintegy 20 ezer fehérje utasításait tartalmazza, amelyek helyes működése alapfeltétele az élettani folyamatoknak. A fehérjék működésének szempontjából kulcsfontosságúak az őket felépítő aminosavak, amelyek sorrendje különböző ("misszensz") mutációk miatt módosulhat. A DNS-láncban bekövetkező változásokat olyan genetikai betegségeket is okozhatnak.
A portlandi Oregon Health and Science University (OHSU), a Salk Intézet és a dél-koreai Alapkutatási Intézet közös kutatócsoportja egy szívizom-elfajulással járó betegség, a hipertrofikus kardiomiopátia megelőzésén dolgozott. A rendellenesség, amely a szív hirtelen megállásához is vezethet, nem ritka, 500 emberből egyet érint. A kórt egyetlen gén (egy DNS-ben lévő utasítás) hibája okozza. Aki hordozza, az 50 százalék eséllyel adja tovább a gyermekének. A kutatók a hibát a fogamzás alatt javították ki.
Etikai megfontolások a génszerkesztéssel kapcsolatban
Az Egyesült Államok Tudományos Akadémiájának hivatalos folyóirata, a Proceedings of the National Academy of Sciences lapjain publikált kutatás kiindulási pontját egy, a Semmelweis Egyetem I. Sz. Gyermekgyógyászati Klinikán Szabó Attila professzor által gondozott, ismeretlen eredetű betegségben szenvedő család adta. A Tory Kálmán (SE I. Sz. Gyermekgyógyászati Klinika) által vezetett MTA-SE Lendület Nephrogenetikai Kutatócsoport az elsősorban a fiúkat érintő vese-, szem-, fül- és bélérintettséggel járó kórkép eredetének nyomába eredt. Előbb azonosították a felelős régiót az X-kromoszómán a párizsi Imagine Intézettel való kollaborációban, majd a Kölni Egyetemen szekvenálva a régiót, megtalálták a kóroki variánst a diszkerin enzimet kódoló DKC1 génben. A Lendület-kutatócsoport rámutatott, hogy a kóros mutáció három generációval korábban, a betegséggel együtt alakult ki a családban. A génhez társuló új betegség szokatlan eredetére a fehérjeszerkezeti kutatások mutattak rá. A Karancsiné Menyhárd Dóra (MTA-ELTE Fehérjemodellező Kutatócsoport) által végzett szerkezeti modellezés alapján az új DKC1-mutáció hatására károsodik a diszkerin kulcsfontosságú katalitikus régiója, és megváltozik a diszkerin kapcsolata egyik partnerével, a NOP10 fehérjével. A végső bizonyítékot, hogy az újonnan leírt betegséget az enzim károsodása, nem pedig a telomerrövidülés okozza, egy állatmodell szolgáltatta. Varga Máté (ELTE TTK Genetikai Tanszék) csoportja több olyan zebrahalvonalat hozott létre a CRISPR/Cas9 genomszerkesztő rendszer használatával, amely az állatok saját diszkerin enzimjét kódoló génben hordozott mutációkat. A mutáns állatok nagyon hasonló szervi érintettséget mutattak, mint a betegek, és vizsgálatukkal ki lehetett mutatni, hogy a betegség számos tünete mögött a sejtosztódás zavara áll.
A modern DNS-elemzési technikák hatékony eszközök lehetnek a történelmi járványok és fertőzések jobb megértésében, különösen ott, ahol az írott források hiányosak vagy nem teljesen megbízhatóak. Korábbi vizsgálatok szerint a tífusz és a lövészárokláz voltak a leggyakoribb halálokok az 1812-es oroszországi hadjáratban, de Nicolás Rascovan és a párizsi Pasteur Intézet kutatói a Vilniusban eltemetett katonák fogainak DNS-ét vizsgálva nem találtak bizonyítékot ezekre a betegségekre. A szakértők szerint a katonák halálának legvalószínűbb oka egy komplex folyamat lehetett, amelyben a kimerültség, a megfázás és több betegség, köztük a paratífusz és a tetű által terjesztett visszatérő láz együttesen játszott szerepet. Sally Wasef, a Queenslandi Műszaki Egyetem kutatója szerint a történelmi feljegyzésekben szereplő tünetek több fertőzésre is utalhatnak, nemcsak a most kimutatott kórokozókra.
