https://bodybydarwin.com
Slider Image

Dokter mengubah gen seseorang dengan CRISPR untuk pertama kalinya di AS. Inilah yang selanjutnya.

2020

Pekan lalu, untuk pertama kalinya, dokter di Amerika Serikat menggunakan alat pengeditan gen CRISPR untuk mencoba menyembuhkan penyakit genetik pada orang yang hidup. Victoria Grey, seorang wanita berusia 41 tahun dari Mississippi dilahirkan dengan penyakit sel sabit, kondisi yang seringkali menyakitkan dan melemahkan yang disebabkan oleh mutasi genetik yang mengubah bentuk sel darah merah. Sampai sekarang, hanya ada satu perawatan untuk kondisi ini - transplantasi donor yang hanya bekerja untuk 10 persen pasien - tetapi dokter berpikir mengedit sel yang diekstraksi dari sumsum tulang Gray sendiri dapat mengembalikan pembentukan sel darah merah yang tepat. Jika berhasil, itu bisa menjadi pengobatan yang ditunggu-tunggu 90 persen pasien sel sabit.

Orang dengan penyakit sel sabit tidak membuat beta-hemoglobin — protein yang membuat sel darah merah Anda bagus dan bulat dan membantu mengangkut oksigen ke seluruh tubuh Anda. Sebagai gantinya, mereka menghasilkan protein yang salah yang disebut hemoglobin S yang mengubah kimia sel darah merah dan menyebabkan mereka mengurung diri mereka sendiri dan menjadi kaku dan berbentuk sabit. Sel-sel seperti kait hampir tidak seefisien dalam mengangkut oksigen seperti rekan-rekannya yang sehat dan melingkar. Sebaliknya, mereka terjebak dalam pembuluh darah kecil dan rusak sebelum waktunya, menghilangkan jaringan dan organ oksigen yang sangat dibutuhkan, menyebabkan rasa sakit dan kelelahan ekstrim. Untuk mencoba dan mengobatinya, dokter mengeluarkan sel punca dari sumsum tulang Gray dan menggunakan CRISPR untuk mengubah DNA untuk mengaktifkan protein tertentu yang memungkinkan produksi sel darah merah yang tepat.

Gray adalah orang pertama di AS yang memiliki selnya diubah dengan CRISPR dan yang kedua secara global. Pasien pertama dirawat di Jerman, menurut pengumuman oleh CRISPR Therapeutics (salah satu dari dua perusahaan bioteknologi yang memimpin penelitian) pada bulan Februari, untuk kelainan darah genetik serupa yang disebut beta thalassemia. Menurut siaran pers baru-baru ini, pasien (yang identitasnya belum diungkapkan) membaik dan belum membutuhkan transfusi darah-pengobatan khas untuk penyakit-dalam lebih dari empat bulan.

CRISPR Therapeutics, sebuah perusahaan yang berbasis di Cambridge, Massachusetts yang berfokus pada pengembangan terapi berbasis gen, dan Vertex Pharmaceuticals of Boston akhirnya akan mendaftarkan sekitar 45 orang antara usia 18 dan 35 tahun dalam studi bersama kedua perusahaan untuk melihat apakah darah yang dimodifikasi secara genetik sel dengan CRISPR dapat memperbaiki sel sabit yang rusak ini untuk selamanya.

CRISPR adalah kependekan dari pengulangan palindromik pendek yang teratur dan bersinggungan. Mereka mengulangi urutan DNA yang bila dicocokkan dengan enzim - dalam hal ini Cas9 - bertindak seperti gunting pemotong DNA dan dapat memotong, menghapus, dan mengganti berbagai segmen DNA.

Para ilmuwan pertama-tama mengidentifikasi CRISPR sebagai sistem pertahanan pada bakteri. Ketika virus mencoba mengambil alih sel bakteri, mikroorganisme menyimpan potongan-potongan DNA virus sehingga jika bakteri selamat dari serangan, ia memiliki cara untuk mengenali penyerang di waktu berikutnya. Jika virus kembali, sel akan menggunakan DNA curian untuk membuat RNA yang disebut guide RNA, dinamakan demikian karena secara harfiah memandu enzim memotong DNA, Cas9. Panduan RNA menemukan kecocokan dalam DNA virus yang menyerang dan kemudian Cas9 membuat potongan yang merusak DNA virus dan mempertahankan sel bakteri dari pengambilalihan virus.

Para ilmuwan telah mengubah sistem CRISPR-Cas9 untuk melakukan segala hal. Mereka merancang panduan RNA untuk mencocokkan gen apa pun yang mungkin ingin mereka hapus atau ubah, seperti mutasi penyebab penyakit pada manusia atau gen yang mengatur pertumbuhan pada tanaman, lalu pasang Cas9. Untuk terapi sel sabit, mereka menargetkan BCL11A dalam sel darah merah. BCL11A memiliki banyak peran penting dalam tubuh, tetapi dalam sel darah merah, ia menekan protein yang disebut hemoglobin janin. Jika dinonaktifkan, sel-sel akan membuat hemoglobin janin - yang mencegah sel-sel dari sabit.

Untuk perawatan, dokter mengangkat sel-sel induk dari sumsum tulang Gray, kata Bao. Kemudian, mereka menggunakan CRISPR-Cas9 untuk memotong dan menonaktifkan gen BCL11A sehingga sel tidak lagi menghasilkan represor.

Setelah sel yang diedit disuntikkan kembali ke sumsum tulang pasien, mereka harus mulai menghasilkan hemoglobin janin. Semua manusia menghasilkan hemoglobin janin ketika mereka masih bayi, tetapi seiring waktu hemoglobin janin turun secara dramatis dan tubuh menggantinya dengan beta-hemoglobin, biasanya, atau hemoglobin S pada pasien dengan sel sabit.

"Pada tahun 1941 seorang dokter anak bernama Jane Watson memperhatikan bahwa bayi dengan sel sabit tidak memiliki gejala sampai usia 6 bulan hingga 1 tahun, " kata Vivien Sheehan, ahli hematologi di Baylor University. Dia juga memperhatikan bahwa bayi dengan penyakit sel sabit memproduksi hemoglobin janin lebih lama, sampai sekitar usia dua tahun.

Sejak penemuan Watson, ada banyak penelitian yang menunjukkan bahwa peningkatan hemoglobin janin adalah strategi perawatan yang layak, kata Sheehan. Ini mencegah hemoglobin S yang salah mengalah dalam sel darah merah. Tapi butuh hampir 80 tahun untuk menemukan cara untuk benar-benar menjalankan strategi.

Namun, perawatannya bukannya tanpa risiko. Sebelum dokter dapat menyuntikkan sel yang diedit kembali ke sumsum tulang pasien, mereka harus merusak sel induk lainnya menggunakan radiasi dan kemoterapi. Jika tidak, sel induk yang tidak diedit akan terus memproduksi sel darah merah sabit lebih cepat daripada sel yang diedit dapat menghasilkan sel yang sehat. Untuk memberi keuntungan pada hemoglobin janin dan memastikan sel-sel darah bundar sehat, mereka melukai sel induk asli yang menghasilkan sel sabit.

Setelah itu, ia menjadi game yang menunggu. Mereka menunggu hemoglobin janin meningkat dan jumlah sel darah sabit menurun. Agar perawatan layak untuk pasien, Sheehan mengatakan, itu harus secara signifikan meningkatkan kualitas hidup pasien. Harus ada pembayaran fungsional, pengurangan kondisi jangka panjang.

Pengeditan gen memiliki potensi untuk mengobati sejumlah penyakit genetik dan penyakit lain yang saat ini tidak dapat disembuhkan, termasuk beberapa jenis kanker. Tetapi karena pada dasarnya dapat memotong setiap segmen DNA sesuka hati, ia harus digunakan dengan sangat hati-hati.

Beberapa bulan yang lalu, ilmuwan Cina He Jiankui menggunakan CRISPR untuk mengedit embrio manusia. Dia kemudian menanamkan embrio ke dalam rahim wanita dan dia melahirkan anak perempuan kembar pada bulan November 2018. Niatnya adalah untuk menonaktifkan gen yang disebut CCR5 dalam embrio sehingga mereka akan tahan terhadap infeksi HIV yang dibawa oleh ayah mereka. Tetapi, tidak seperti uji sel sabit, percobaan He adalah kesalahan langkah etis yang sangat besar dan ilegal di banyak negara.

Ketika para ilmuwan menggunakan CRISPR untuk mengedit embrio, mereka mengubah setiap sel dalam tubuh akhirnya orang itu, kata Sheehan. Jadi, Dia mematikan protein CCR5 di sel-sel jantung si kembar, sel-sel otak, sel-sel kulit - di mana-mana. Para ilmuwan tidak tahu apa efek samping yang bisa terjadi, terutama karena gen yang sama dapat memiliki peran berbeda dalam berbagai jenis sel.

Mengedit gen embrio juga membuat perubahan pada sel-sel kelamin mereka, tambah Gang Bao, seorang bioengineer di Rice University. Jadi, "perubahan genetik apa pun yang dilakukan akan diteruskan ke generasi baru — itu berbahaya."

Untuk perawatan sel sabit, para ilmuwan hanya mengedit satu jenis sel somatik (sel apa pun yang bukan sel kelamin), kata Bao yang mempelajari terapi CRISPR untuk sel sabit tetapi tidak terlibat dalam uji klinis. Ini berarti perubahan hanya memengaruhi individu yang sedang dirawat, dan tidak dapat diteruskan ke generasi lain. Para peneliti juga mengedit tipe sel punca tertentu sehingga sel darah merah adalah satu-satunya tipe sel yang terpengaruh. Dengan kata lain, perawatan eksperimental terkandung pada satu jenis sel dalam satu orang.

Dengan CRISPR selalu ada risiko konsekuensi yang tidak diinginkan, kata Bao. Untuk uji klinis ini, CRISPR dimaksudkan untuk membuat pemotongan untai ganda dalam satu gen, tetapi mau tidak mau akan ada apa yang disebut "efek tidak sesuai target." Adalah normal ketika menggunakan CRISPR untuk enzim untuk sesekali memotong di suatu tempat yang para peneliti tidak lakukan. berniat. Ada beberapa versi enzim yang sangat tepat, tetapi meskipun demikian jumlah pemotongan yang tidak tepat sasaran tidak pernah nol, katanya.

Untuk mengetahui apakah potongan-potongan yang tidak disengaja ini berbahaya atau terlalu sedikit untuk menjadi masalah, para peneliti harus mengawasi Gray dan pasien lain selama setidaknya 15 tahun, kata Sheehan, mungkin lebih lama. Butuh waktu lama untuk memahami apakah hemoglobin janin adalah solusi jangka panjang dan untuk melihat apakah ada efek tidak disengaja dari penggunaan CRISPR.

Masih terlalu dini untuk menarik kesimpulan tetapi para peneliti masih bersemangat, karena bagi sebagian besar orang dengan penyakit sel sabit, Sheehan berkata, "ini adalah satu-satunya penyembuhan yang potensial."

Islandia berduka karena gletser yang mati dapat membantu kita menghadapi krisis iklim dengan lebih baik

Islandia berduka karena gletser yang mati dapat membantu kita menghadapi krisis iklim dengan lebih baik

Bagaimana kita tahu bahwa perubahan iklim sedang terjadi — dan bahwa manusia yang menyebabkannya

Bagaimana kita tahu bahwa perubahan iklim sedang terjadi — dan bahwa manusia yang menyebabkannya

Berlian palsu membantu para ilmuwan menemukan suhu terpanas yang pernah tercatat di Bumi

Berlian palsu membantu para ilmuwan menemukan suhu terpanas yang pernah tercatat di Bumi