ΚΟΣΜΟΣ

Αλλάζει τον γενετικό μας χάρτη το «μοριακό ψαλίδι» Crispr

Επαναστατικές ανατροπές 20 χρόνια από την αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου DNA

allazei-ton-genetiko-mas-charti-to-moriako-psalidi-crispr-561279340

Οταν στις 26 Ιουνίου του 2000, ο τότε πρόεδρος των ΗΠΑ Μπιλ Κλίντον ανήγγειλε με ενθουσιασμό την επικείμενη αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου γονιδιώματος, όλοι πίστεψαν ότι άνοιγε μία νέα σελίδα στην ιατρική επιστήμη, που θα επέτρεπε την πρόληψη, θεραπεία και οριστική εξάλειψη ασθενειών με γενετικό υπόβαθρο. Σήμερα, ακριβώς 20 χρόνια ύστερα από την πρώτη αποκωδικοποίηση που δημοσιεύθηκε σε επιστημονικά περιοδικά, η ανάγνωση του «Βιβλίου της Ζωής» δεν έχει επαληθεύσει τις επιστημονικές προσδοκίες, παρά μόνο μερικώς.

Πρωταρχικό μέλημα των επιστημόνων, μετά την αποκωδικοποίηση του γενετικού μας υλικού, υπήρξε η αναζήτηση των γονιδίων που συμβάλλουν στην εμφάνιση νοσημάτων. Παρότι δεν έλαβαν την καθολική απάντηση που αναζητούσαν, εντόπισαν τα γενετικά αίτια κάποιων. Η επόμενη σκέψη λοιπόν ήταν η εξεύρεση τρόπου «επιδιόρθωσης» των ένοχων γονιδίων. Αυτό ακριβώς το πρόβλημα έλυσαν, περίπου το 2012, η βιοχημικός Τζένιφερ Ντούντνα και η μικροβιολόγος Εμανουέλ Σαρπαντιέ, οι οποίες πέρυσι βραβεύθηκαν με Νομπέλ Χημείας. Με την εργασία τους συνέβαλαν στην ανάπτυξη της γενετικής τεχνικής Crispr-Cas9, ενός «μοριακού ψαλιδιού», που επιτρέπει την κατά βούληση τροποποίηση του γενετικού μας υλικού. Στην πραγματικότητα, η Crispr-Cas9 είναι το μολύβι για να ξαναγράψουμε το «Βιβλίο της Ζωής», όπου είναι αναγκαίο, αλλά και όπως θέλουμε. Κατά πόσον η καινοτόμος μέθοδος θα ανοίξει ένα λαμπρό δρόμο για την εξάλειψη των γενετικών μας δεινών ή ένα υπερσύγχρονο «Κουτί της Πανδώρας» μένει να το δούμε.  

Η πραγματική υπόσχεση της μεθόδου βρίσκεται στην ικανότητα της ίασης ασθενειών που προκαλούνται από μεταλλάξεις στο DNA μας, όπως η μυϊκή δυστροφία, η συγγενής τύφλωση, κάποιες μορφές καρκίνου, η αρτηριοσκλήρυνση, το σύνδρομο προγηρίας, το Αλτσχάιμερ και εκατοντάδες άλλες. Για κάποιες από αυτές ευθύνονται πολλά γονίδια. Για άλλες, όπως η κυστική ίνωση, μόνο ένα. Σε αυτές τις περιπτώσεις η εφαρμογή της Crispr-Cas9 ισοδυναμεί με πλήρη ίαση. Η Crispr-Cas9 για να «επιδιορθώσει» τα τμήματα του DNA που φέρουν νοσογόνους μεταλλάξεις, χρησιμοποιεί μόριο του ενζύμου Cas9, που ανιχνεύεται στα βακτήρια, και μπορεί να προγραμματιστεί ώστε να εντοπίσει συγκεκριμένο στόχο. Πάνω του μεταφέρει το πασίγνωστο, ύστερα από τα νέου τύπου εμβόλια για τον κορωνοϊό, mRNA, το οποίο διαθέτει τον γενετικό κώδικα για τον εντοπισμό του στόχου. Οταν το ένζυμο βρει την αλληλουχία βάσεων, που μοιάζει με αυτή του mRNA, κόβει στο σημείο, σε δύο κομμάτια την διπλή έλικα του DNA, εξαλείφοντας τη μετάλλαξη. Το κενό που δημιουργείται συμπληρώνεται με υγιή αλληλουχία βάσεων που μεταφέρονται στο σημείο με άλλα ένζυμα.

Η μεγάλη ακρίβεια και αξιοπιστία της μεθόδου επιτρέπει την ιατρική εφαρμογή της. Η δρ Ντούντνα, τονίζει, ότι εξαιτίας της καινοτομίας και του μεγάλου κόστους της, είναι λογικό η Crispr-Cas9 να εφαρμοστεί, κυρίως, για την ίαση ανίατων, μέχρι σήμερα, ασθενειών, όπως η δρεπανοκυτταρική και η β-μεσογειακή αναιμία. Ηδη πραγματοποιούνται κλινικές δοκιμές και για τα δύο αιματολογικά νοσήματα. Πέρυσι μία γυναίκα ήταν η πρώτη που υποβλήθηκε σε γενετική θεραπεία Crispr για την δρεπανοκυτταρική αναιμία στο Τενεσί. Αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα συλλέχθηκαν από τον νωτιαίο μυελό της. Στο εργαστήριο, το γονίδιό τους, που καθορίζει την παραγωγή αιμοσφαιρίνης, τροποποιήθηκε με τη μέθοδο Crispr και «επισκευασμένα» επιστράφηκαν στον οργανισμό της. Μέχρι στιγμής, η ασθενής δεν χρειάστηκε μεταγγίσεις ή νοσηλείες, κάτι απολύτως αναγκαίο στο παρελθόν. Η καινοτόμος θεραπεία φαίνεται επιτυχής.

Ενα μεγάλο πλεονέκτημα της μεθόδου είναι η ευκολία εφαρμογής της. Το γονίδιο-στόχος μεταβάλλεται διά παντός και δεν υπάρχει ανάγκη διαρκών επισκέψεων στον ιατρό. Επίσης, στην περίπτωση της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας, ήρκεσε η γονιδιακή επιδιόρθωση του 5% των βλαστοκυττάρων για να αποδώσει η θεραπεία. Πολλοί ερευνητές οραματίζονται ότι με την ίδια μέθοδο θα καταφέρουν να θεραπεύσουν τον καρκίνο. Η κυρίαρχη προσέγγιση για αυτό προϋποθέτει την ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος ώστε να εξοντώσει τα καρκινικά κύτταρα. Ηδη, τέτοιες αντικαρκινικές ανοσοθεραπείες καταγράφουν σημαντική επιτυχία και εφαρμόζονται συχνά. Η δρ Ντούντνα εκτιμά πως η εφαρμογή της Crispr θα τις βελτιώσει περαιτέρω. Το 2016 ξεκίνησε στην Κίνα η πρώτη κλινική εφαρμογή της μεθόδου κατά του καρκίνου του πνεύμονα, ενώ πραγματοποιούνται μελέτες και για τη θεραπεία άλλων μορφών της νόσου, κυρίως αιματολογικών, αλλά και του καρκίνου των οστών. Το 2019, επίσης, ξεκίνησε η πρώτη μελέτη της αντικαρκινικής θεραπείας με μέθοδο Crispr στο πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια. Τα Τ λεμφοκύτταρα των ασθενών τροποποιήθηκαν ώστε να «εντοπίζουν» και να εξουδετερώνουν την πρωτεϊνική ασπίδα καρκινικών κύτταρων. Η νέα θεραπεία εφαρμόστηκε σε δύο ασθενείς με πολλαπλό μυέλωμα και έναν πάσχοντα από μεταστατικό σάρκωμα, με ενθαρρυντικά αποτελέσματα.

Παρά τις πολλές ελπίδες που δημιουργεί η «απλοϊκή» Crispr-Cas9, και αυτή έχει περιορισμούς και όπως κάθε θεραπεία συνοδεύεται από δυνητικές παρενέργειες. Λανθασμένοι χειρισμοί μπορεί να πυροδοτήσουν καρκίνο ή οι αλλαγές του κυτταρικού γενετικού κώδικα να επηρεάσουν το DNA ωαρίων και σπερματοζωαρίων και να κληροδοτηθούν στις επόμενες γενιές.  

Eνας επιστημονικός Ιανός

H μέθοδος Crispr είναι ένας επιστημονικός Ιανός. Το ένα της πρόσωπο σώζει από την ασθένεια χαρίζοντας καλή ζωή, ενώ το άλλο χρησιμοποιείται ως μέσο ευγονικής, διαταράσσοντας τη βιολογική μας ποικιλομορφία, με άγνωστες συνέπειες. Η μεγαλύτερη απειλή που εγκυμονεί βρίσκεται στους στόχους του επιστήμονα που την εφαρμόζει. Παράδειγμα του «κουτιού της Πανδώρας» που μπορεί να ανοίξει αποτελεί η ενέργεια του Κινέζου βιοφυσικού Χε Ζιάνκουι, που δημιούργησε τα πρώτα «μωρά κατά παραγγελίαν», ανθεκτικά στον ιό του έιτζ και όχι μόνον, καυτηριάστηκε από τη διεθνή επιστημονική κοινότητα, αλλά και καταδικάστηκε από την κινεζική δικαιοσύνη σε τριετή φυλάκιση. Το μαύρο σύννεφο, όμως, που στοιχειώνει την επιτυχία της Crispr είναι η πιθανότητα χρήσης της για την κατασκευή γενετικώς «βελτιωμένων» ανθρώπων, καλύτερων, εξυπνότερων, ισχυρότερων και πιο υγιών. Η δημιουργία «υπερανθρώπων» θα γιγαντώσει, ανάμεσα στα άλλα, τις κοινωνικές ανισότητες, εξωθώντας στον κοινωνικό Καιάδα ανθρώπους που έχουν «υποδεέστερο γενετικό υλικό». Οπως και κάθε άλλη επιστημονική καινοτομία, η Crispr είναι τελικά τόσο καλή όσο καλοί είναι οι επιστήμονες που θα την εφαρμόσουν.