Nobel_microtubuli

Í nógv ár hevur verið tosað um at íleguviðgerð kom at kunna nýtast í viðgerð av sjúklingum við ílegu (arvaligum) sjúkum. Higartil hevur vanlig íleguviðgerð havt lítlan bata við sær.  Nú eru funnir nýggjar hættir sum gevur vón um at vit í framtíðina kunnu fáa eina vælvirkandi íleguviðgerð.

Cystisk fibrose er en alvorlig genetisk sykdom som medfører opphopning av viskøst slim i luftveiene og i tarmen. Sykdommen skyldes mutasjoner (endringer) i genet som koder for CFTR, cystic fibrosis transmembrane conductor receptor. Dette er et protein som er med på å regulere hvor mye klorid-ioner (Cl) det er i svette, slim og fordøyelsesvæsker. Sykdommen er vanligere på Færøyene enn i Danmark (Schwartz et al., 1995).

Mer enn 1500 sykdomsfremkallende mutasjoner er kjent globalt (De Boeck et al, 2014). Ca 2/3 av alle tilfeller av cystisk fibrose på verdensbasis skyldes mutasjonen F508del. De færøyske sykdomstilfellene skyldes denne mutasjonen (Schwartz et al., 1995). Schwank et al. (2013) har tatt celler fra tarmen hos to pasienter med cystisk fibrose forårsaket av mutasjonen F508del. Fra disse cellene ble det dyrket fram såkalte organoider, som er små klumper av celler som har mange av de samme strukturer som finnes i tarmen. Ved å benytte et nyutviklet system, CRISPR/Cas9 (forklart nedenfor), har Schwank et al. greid å fjerne den delen av genet som hvor mutasjonen sitter, og sette inn den normale sekvensen som erstatning. Cellene som er reparert, synes å fungere normalt ut fra de undersøkelser som Schwank et al. gjorde. Det er tidligere vist at organoider laget fra tarmceller hos mus kunne transplanteres tilbake til mus. Med viderutvikling av disse teknikkene kan kanskje en del genetiske sykdommer kunne bli behandlet.

CRISPR/Cas9 systemet som er brukt i dette tilfellet, er et eksempel på hvordan grunnforskning kan få anvendelse på uventede områder. CRISPR er en forkortelse for “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats”. CRISPR ble oppdaget i bakterier for mer enn 25 år siden (Ishino et al., 1987; Nakata et al, 1989; Mojica et al., 2000), hvor det er involvert i forsvarsmekanismene mot bakteriofager (virus som angriper bakterier). Bhaya et al. (2011) har skrevet en oversiktsartikkel om dette. Metoden inkluderer to spesifikke kuttinger av DNA-sekvensen som vi ønsker å endre. Vi kan dirigere kuttingene ved hjelp av to korte RNA-sekvenser. Etter kuttingene vil det skje en reparasjon av DNA. Hvis vi da sørger for at det finnes en ny (og i dette tilfellet korrekt DNA sekvens) tilstede i cellen, vil det skje en såkalt homolog rekombinasjon som fjerner det skadede DNA og setter inn det korrekte DNA (van den Bosch et al., 2002).

CRISPR/Cas er en metode som nærmest har eksplodert i anvendelse i løpet av det siste året, og det er flere grupper som arbeider med å bruke den i forbindelse med humane genetiske sykdommer. Metoden er så fleksibel at dette kanskje kan være et svært viktig trinn på veien til at genterapi kan få en rolle i behandling av genetiske sykdommer. Det er likevel mye arbeid som gjenstår før det kan komme til klinisk anvendelse. Sannsynligvis vil behandlinger for genetiske sykdommer som i hovedsak påvirker et enkelt organ eller et enkelt vev, bli utviklet hurtigst. Mer kompliserte sykdommer, som for eksempel cystisk fibrose, vil ta lenger tid, siden sykdommen påvirker mange organer.

Før vi kan ta i bruk denne metoden hos mennesker er det et par ting som må på plass. For det første må vi være sikker på at det kun er den ønskede endring som skjer, og ingen andre. Her hersker det fremdeles en del tvil, da resultatene fra en del andre undersøkelser kan tyde på at ønskede endringer kan skje, mens andre undersøkelser ikke finner dette. Det andre   er at dette er blitt grundig diskutert med hensyn på etikk og lovverk. Hva er forsvarlig å gjøre? Enhver medisinsk behandling medfører en risiko – hva er akseptabel risiko i forhold til den genetiske feil vi prøver å rette? Skal vi kunne gjøre slike korreksjoner bare i organet som er påvirket, og dermed bare i den behandlede person? Eller skal vi kunne gjøre det i den befruktede eggcelle, og dermed ha korrigert feilen en gang for alle i dennes etterkommere?

Referanser

Bhaya D, Davison M, Barrangou R (2011) CRISPR-Cas systems in bacteria and archea: versatile small RNAs for adaptive defense and regulation. Annu Rev Genet 45, 273-297.

De Boeck K, Zolin A, Cuppens H, Olesen HV, Viviani L (2014) The relative frequency of CFTR mutation classes in European patients with cystic fibrosis. J Cystic Fibros, in press (http://dx.doi.org/10.1016/j.jcf.2013.12.003).

Ishino Y, Shinagawa H, Makino K, Amemura M, Nakata A (1987) Nucleotide sequence of the iap gene, responsible for alkaline phosphatase isoenzyme conversion in Escherichia coli, and identification of the gene product. J Bacteriol 169, 5429-5433.

Nakata A, Amemura M, Makino K (1989) Unusual nucleotide arrangement with repeated sequences in the Escherichia coli K-12 chromosome. J Bacteriol 171, 3553-3556.

Mojica FJ, Diez-Villasenor C, Soria E, Juez G (2000) Biological significance of a family of regularly spaced repeats in the genomes of Archea, Bacteria and mitochondria. Mol Microbiol 36, 244-246.

Schwank G, Koo B-K, Sasselli V, Dekkers JF, Heo I, Demircan T, Sasaki N, Boymans S, Cuppen E, van der Ent CK, Niewenhuis EES, Beekman JM, Clevers H (2013) Functional repair of CFTR by CRISPR/Cas9 in intetinal stem cell organoids of cystic fibrosis patients. Cell Stem Cell 13, 653-658.

Schwartz M, Sørensen N, Brandt NJ, Høgdall E, Holm T (1995) High incidence of cystic fibrosis on the Faroe Islands: a molecular and genealogical study. Hum Genet 95, 703-796.

van den Bosch M, Lohman PH, Pastink A (2002) DNA double strand break repair by homologous recombination. Biol Chem 383, 873-892.

Yui S, Nakamura T, Sato T et al. (2012) Functional engraftment of colon epithelium expanded in vitro from single adult Lgr5+ stem cells. Nature Med 18, 618-623.

Líknandi evni

Bakteriur | dna | mutatión