Vísindamenn öðlast nýja sýn á sjúkdóma með CRISPR

Þó svo að stutt sé síðan CRISPR-erfðatæknin leit dagsins ljós er hún núna í notkun í tilraunastofum vítt og breitt um heiminn. Tæknin boðar byltingu á skilningi okkar á erfðum og erfðabreytingum og möguleikar hennar eru nær óþrjótandi. Hvergi mun hún þó hafa jafn mikil áhrif og í læknisvísindum.

Tæknin gerir vísindamönnum kleift að eiga við gen í nánast öllum lífverum á auðveldan og ódýran máta. CRISPR, sem er eins konar ónæmiskerfi baktería, hefur valdið straumhvörfum í erfðafræðinni og kemur til með að hafa meiriháttar áhrif á læknavísindin.

Örfá ár eru síðan vísindamenn hófu tilraunir með CRISPR. Nú þegar hefur kerfi sem samanstendur af CRISPR og prótíninu Cas9 verið beitt til að eiga við gen sem talin eru stuðla að Alzheimer og eyða HIV-genum úr erfðamengi dýra. Tilraunir sem þessar eru á byrjunarstigi og óvíst með afrakstur þeirra.Tæknin hefur nú þegar varpað betra ljósi á leyndardóma erfðamengisins og þar liggur hinn augljósi ávinningur hennar.

Óvíst hvað framtíðin ber í skauti sér

Flestir eru sammála um CRISPR-aðferðin boði breytingar á mörgum sviðum daglegs lífs. Í kvöldfréttum Stöðvar 2 í gær sagði Karl Ægir Karlsson, prófessor í heilbrigðisverkfræði við Háskólann í Reykjavík að CRISPR-tæknin væri tól sem mun nýtast víða: „Alls staðar þar sem þú getur átt við erfðamengi lífvera eru möguleikarnir nánast óþrjótandi.“

Óvíst er hvað framtíðin ber í skauti sér þegar CRISPR er annars vegar, enda er margt sem við skiljum ekki enn í veröld genanna.

„Ég held að það sé alveg öruggt að menn hlaupa fram úr sér í þessum spádómum, “ segir Magnús Karl Magnússon, prófessor við Læknadeild Háskóla Íslands. „Ég held að það sé ekkert vafamál að tæknin er bylting, hversu mikil áhrif hún mun hafa á sjúkdómsmeðferð og lækningar er mikilli óvissu háð.“

Kínverjar með forskotið

Á þessu ári er von á gögnum úr fyrstu klínísku rannsókninni þar sem CRISPR/Cas-kerfið var notað til að breyta erfðaefni frumna og þeim síðan komið fyrir í sjúklingum. Rannsóknin er framkvæmd í Kína. Tíu langt leiddir sjúklingar með lungnakrabbamein taka þátt í henni. Klínískar rannsóknir á krabbmeini í þvagblöðru og blöðruhálskirtli hefjast í Peking á þessu ári.

Kínverska tilraunin er einkar athyglisverð. Í nóvember 2016 sprautuðu vísindamenn við Sichuan-háskóla í Chengdu hvítum blóðkornum, sem báru gen sem hafði verið breytt með CRISPR-tækninni, í hóp sjúklinga. Enn sem komið hafa ekki borist tíðindi frá Sichuan, því er talið líklegt að vísindamönnunum hafi orðið ágengt.

Mikilvægi CRISPR óumdeilt

„Í mínum huga er ekkert vafamál að þessi tækni er gífurlega mikilvæg, hún hefur umbreytt því hvernig við nálgumst það að skilja sjúkdóma. Við getum spurt spurninga með frumur í tilraunaglasi sem við gátum ekki spurt áður,“ segir Magnús Karl.

Ljóst er að CRISPR mun auðga skilning okkar á genum og sjúkdómum en kerfið hefur einnig víðari skírskotun. Líklegt er að hægt verði að ganga mun lengra í genalækningum en áður enda er aðferðin afar nákvæm og því eru minni líkur á að erfðabreytingar skilji eftir sig óvænt sár eða ör í erfðaefninu.

Bent hefur verið á að CRISPR-erfðabreytingakerfið varð til samhliða miklum framförum í ræktun kímfruma (frumur sem bera erfðaupplýsingar milli kynslóða), þannig „er sá möguleiki ekki lengur fjarlægur að tæknilega verði mögulegt að gera við stökkbreytingar sem valda erfðasjúkdómum með erfðabreytingum á kímlínu manna á öruggan hátt,“ eins og Erna Magnúsdóttir, nú dósent í líffæra og lífeindafræði við Læknadeild HÍ, ritaði árið 2015

CRISPR-tæknin er notuð á tilraunastofum vítt og breitt um heiminn, þar á meðal hér á Íslandi. Í Háskólanum í Reykjavík er tæknin notuð sem verkfæri í leit að betri lyfjum, í Læknagarði Háskóla Íslands stunda vísindamenn grunnrannsóknir á ýmsum sjúkdómum. 

Í þeim hópi er að finna unga vísindamenn  sem fóta sig í breyttu landslagi erfðavísindanna með tilkomu CRISPR. Ásgeir, Kimberley og Ramile nýta öll CRISPR-tæknina í rannsóknum sínum á krabbameinsfrumum.

Ný kynslóð erfðavísindamanna mætir til leiks

Rannsóknir hinnar áströlsku Kimberley Anderson, sem er í doktorsnámi hér á Íslandi, taka til mergæxla og eitlakrabbameins. Hún beitir CRISPR, sem líkja má við sameinda-skæri, og sneiðir burt erfðaboða í þeirri von að þróa ný meðferðarúrræði.

„Tilgáta okkar er sú að ef við greinum áhrif þá sé mögulegt að bera kennsl á þætti sem tengjast krabbameininu og mögulega finna og skilgreina ný meðferðarúrræði,“ segir Kimberley.

Ásgeir Örn Arnþórsson, meistaranemi við Læknadeild Háskóla Íslands, og Ramile Dilshat frá Kína, sem er í doktorsnámi, nota tæknina til að slá út gen sem er afar virkt í stórum hluta sortuæxla. Þau rýna nú í krabbameinsfrumurnar til að kanna hvaða áhrif það hefur að eyðileggja genið.

„Æðsta markmiðið er að koma í með einhverja lækningu við sortuæxlum eða undirflokki þeirra þar sem þetta gen er mjög virkt,“ segir Ásgeir Örn. „Að finna eitthvað, þess vegna lyf, sem hefur áhrif á þetta gen þannig að sortuæxlið deyr. En það er fjarlægt markmið, en [þessi vinna] leggur algjörlega grunninn að því.“

Öll eru þau sammála um að spennandi tímar blasi við í erfðavísindum.

„Haldi þróun tækninnar áfram þá tel ég það vera mögulegt að við getum fundið lækningu við sjúkdómum sem koma til vegna stökkbreytinga og jafnvel leiðrétt hana í sjúklingnum“ segir Ramile sem, líkt og Magnús Karl, vill síður kveða sterkt að orði um möguleika CRISPR í framtíðinni. „Ég veit ekki hvenær þetta gerist, en ég er bjartsýn á að það þetta verði hægt í framtíðinni.

Umfjöllun okkar um CRISPR/Cas-kerfið heldur áfram á morgun en þá rýnum við í það hvernig tækninni er beitt á fósturvísa manna en slíkar tilraunir eru nú stundaðar víða um heim. Hér fyrir neðan má sjá frétt kvöldfrétta Stöðvar 2 um notkun CRISPR-kerfisins í tilraunastofu Lífvísindasetursins.