Επιστήμονες τροποποίησαν για πρώτη φορά τα γονίδια ανθρώπινου εμβρύου

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια νεότερη τεχνική γονιδιακής επεξεργασίας, η οποία ενδέχεται να καταστήσει δυνατή τη γενετική τροποποίηση εμβρύων – μια προοπτική που εδώ και χρόνια προκαλεί έντονες ανησυχίες στους ειδικούς της βιοηθικής

Οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Columbia επεξεργάστηκαν το DNA πρώιμων ανθρώπινων εμβρύων με πρωτοφανή ακρίβεια, ένα επίτευγμα που θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο για τη δημιουργία βρεφών με γενετικά επιλεγμένα χαρακτηριστικά.

Η προοπτική αυτή προκαλεί αντιπαραθέσεις εδώ και χρόνια.

Από τη μία πλευρά, η τεχνολογία θα μπορούσε κάποια μέρα να επιτρέψει στους γονείς να διορθώνουν με ασφάλεια μεταλλάξεις που προκαλούν ασθένειες στα έμβρυα. Από την άλλη, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την επιλογή επιθυμητών χαρακτηριστικών – μια πρακτική που, σύμφωνα με ορισμένους ειδικούς στη βιοηθική, προσεγγίζει την ευγονική.

Ο γενετιστής Dieter Egli, επικεφαλής της έρευνας, κάλεσε σε δημόσιο διάλογο για τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της τροποποίησης του DNA των εμβρύων.

«Ως επιστήμονας μπορείς να προσφέρεις τα δεδομένα για τη συζήτηση, αλλά από εκεί και πέρα αφήνεις άλλους να αποφασίσουν», δήλωσε.

Χρησιμοποιώντας μια νεότερη τεχνολογία που ονομάζεται base editing (επεξεργασία βάσεων), ο Egli και οι συνεργάτες του κατάφεραν να αντικαταστήσουν με μεγάλη ακρίβεια μεμονωμένα γενετικά «γράμματα» στις αλληλουχίες DNA, χωρίς να προκαλέσουν τις βλάβες που συχνά παρατηρούνται με την παλαιότερη μέθοδο γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR.

Ωστόσο, ο ίδιος προειδοποίησε ότι η έρευνα αφήνει αναπάντητα πολλά ερωτήματα σχετικά με πιθανές παρενέργειες. «Δεν λέμε ότι αυτό θα χρησιμοποιηθεί αύριο στις κλινικές», τόνισε.

Ο Egli και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν τη μελέτη τους στο διαδίκτυο και αυτή τη στιγμή αξιολογείται για δημοσίευση σε επιστημονικό περιοδικό.

Η τεχνολογία CRISPR

Η δυνατότητα επεξεργασίας του DNA ανθρώπινων εμβρύων άρχισε να συζητείται σοβαρά πριν από περισσότερο από μία δεκαετία, μετά την ανακάλυψη της τεχνολογίας CRISPR.

Το 2012, επιστήμονες ανακάλυψαν πώς να δημιουργούν εξατομικευμένα μόρια που μπορούν να αποκόπτουν συγκεκριμένα τμήματα DNA. Το CRISPR εξελίχθηκε γρήγορα σε βασικό εργαλείο της γενετικής έρευνας, καθώς προσέφερε έναν σχετικά εύκολο και οικονομικό τρόπο μελέτης της λειτουργίας των γονιδίων μέσω τροποποίησης του γονιδιώματος.

Αρκετές βιοτεχνολογικές εταιρείες δημιουργήθηκαν με στόχο την αξιοποίηση της τεχνολογίας για τη θεραπεία κληρονομικών ασθενειών. Το 2023, η U.S. Food and Drug Administration ενέκρινε θεραπεία βασισμένη στο CRISPR για τη δρεπανοκυτταρική αναιμία.

Ωστόσο, οι επιστήμονες γνώριζαν ότι η μέθοδος δεν ήταν αλάνθαστη. Σε ορισμένα κύτταρα, τα μόρια CRISPR δεν εντόπιζαν τον σωστό στόχο στο DNA ή αφαιρούσαν λανθασμένα γενετικά τμήματα.

Το 2020, ο Egli και οι συνεργάτες του πραγματοποίησαν πείραμα για να διαπιστώσουν πώς συμπεριφέρεται το CRISPR σε ανθρώπινα έμβρυα.

Χρησιμοποίησαν σπέρμα από άνδρες που έφεραν μετάλλαξη στο γονίδιο EYS, η οποία προκαλεί κληρονομική τύφλωση. Τα σπερματοζωάρια χρησιμοποιήθηκαν για τη γονιμοποίηση υγιών ωαρίων, δημιουργώντας έμβρυα με ένα φυσιολογικό και ένα ελαττωματικό αντίγραφο του γονιδίου.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το CRISPR για να αφαιρέσουν το μεταλλαγμένο τμήμα του EYS.

Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι το έμβρυο θα μπορούσε να επιδιορθώσει το γονίδιο χρησιμοποιώντας ως οδηγό το υγιές αντίγραφο. Μόνο ορισμένα έμβρυα το κατάφεραν και κατέληξαν με δύο λειτουργικά αντίγραφα του γονιδίου.

Σχεδόν στα μισά, όμως, η επιδιόρθωση απέτυχε. Σε ορισμένες περιπτώσεις αφαιρέθηκαν μεγάλα τμήματα DNA, ενώ σε άλλες καταστράφηκε ολόκληρο το χρωμόσωμα στο οποίο βρισκόταν το γονίδιο EYS.

«Οι συνέπειες ήταν απολύτως καταστροφικές», δήλωσε ο Egli.

Πολλοί επιστήμονες και βιοηθικοί θεώρησαν τα αποτελέσματα αυτά πρόσθετη απόδειξη ότι η επεξεργασία ανθρώπινων εμβρύων ήταν υπερβολικά επικίνδυνη για να εξεταστεί σοβαρά – τουλάχιστον προς το παρόν.

Η τεχνική base editing

Το 2016, όμως, ο γενετιστής David Liu και οι συνεργάτες του συνδύασαν ένα μόριο CRISPR με άλλες χημικές ενώσεις και δημιούργησαν την τεχνική base editing.

Αντί να αφαιρεί τμήματα DNA, η νέα μέθοδος προκαλεί μια μικροσκοπική τομή σε μία αλυσίδα DNA και στη συνέχεια καθοδηγεί το κύτταρο να διορθώσει τη μετάλλαξη.

Η τεχνολογία αυτή έχει αποδειχθεί συχνά ανώτερη από τις παλαιότερες μεθόδους CRISPR. Πέρυσι, μάλιστα, ένα βρέφος θεραπεύτηκε από δυνητικά θανατηφόρα γενετική διαταραχή χάρη σε εξατομικευμένα μόρια base editing.

Ο Egli αποφάσισε να δοκιμάσει τη μέθοδο σε ανθρώπινα έμβρυα.

Στα νέα πειράματα, οι ερευνητές στόχευσαν δύο γονίδια. Το πρώτο, το PCSK9, μπορεί να φέρει μεταλλάξεις που αυξάνουν την «κακή» χοληστερόλη LDL και τον κίνδυνο καρδιοπάθειας. Το δεύτερο, το HBG, ρυθμίζει την παραγωγή αιμοσφαιρίνης στα έμβρυα.

Οι ερευνητές εισήγαγαν τα εργαλεία επεξεργασίας σε γονιμοποιημένα ωάρια και σε έμβρυα δύο κυττάρων που είχαν δωρηθεί από γονείς.

Δεν εντόπισαν τις εκτεταμένες βλάβες που σχετίζονται με το CRISPR. Αντίθετα, κατάφεραν να τροποποιήσουν επιτυχώς τα γονίδια PCSK9 και HBG. Σε ορισμένες περιπτώσεις μάλιστα τροποποίησαν και τα δύο γονίδια ταυτόχρονα στο ίδιο έμβρυο.

Παρ’ όλα αυτά, οι επεμβάσεις δεν ήταν τέλειες. Μερικές φορές τα μόρια δεν εντόπιζαν τον σωστό στόχο, με αποτέλεσμα ορισμένα κύτταρα να διατηρούν την αρχική μορφή των γονιδίων και άλλα να έχουν τροποποιηθεί.

Έτσι δημιουργήθηκαν τα λεγόμενα «μωσαϊκά» έμβρυα, στα οποία διαφορετικά κύτταρα φέρουν διαφορετικές γενετικές εκδοχές. Αν αυτά τα έμβρυα εξελίσσονταν σε μωρά, ενδέχεται να προέκυπταν ιατρικά προβλήματα.

Παρά τις ατέλειες, η ειδικός στην υποβοηθούμενη αναπαραγωγή Paula Amato χαρακτήρισε τη μέθοδο «ελπιδοφόρα».

Πηγή: https://www.lifo.gr