Οι τεχνικές γενετικού χειρισμού που χρησιμοποιούνται σήμερα στις πειραματικές γονιδιακές θεραπείες μπορούν να έχουν απρόβλεπτες συνέπειες, όπως γενετικές βλάβες και εμφάνιση όγκων. Οι παρενέργειες αυτές θα μπορούσαν να εξαλειφθούν χάρη σε μια νέα μέθοδο γενετικής τροποποίησης που βασίζεται σε συνθετικά ένζυμα, ανακοίνωσαν ερευνητές στις ΗΠΑ.
Τα κύτταρα-στόχοι
«Δείξαμε ότι μπορούμε να τροποποιήσουμε το γονιδίωμα των κυττάρων χωρίς τα προβλήματα που συνοδεύουν τις συμβατικές τεχνικές γονιδιακής θεραπείας» αναφέρει ο Κάρλος Μπάρμπας, έγκριτος μοριακός βιολόγος στο Ερευνητικό Ινστιτούτο Scripps της Καλιφόρνια. Συγκεκριμένα, η ομάδα του Μπάρμπας μπόρεσε να αλλάξει γονίδια στα κύτταρα-στόχους χωρίς να χρησιμοποιήσει γενετικά τροποποιημένους ιούς.
Όλες οι γονιδιακές θεραπείες έχουν ως στόχο τη διαγραφή, την τροποποίηση ή την εισαγωγή γονιδίων στα κύτταρα-στόχους. Στη συνηθέστερη μορφή γονιδιακής θεραπείας, οι ερευνητές μολύνουν τα κύτταρα με γενετικά τροποποιημένους ιούς, οι οποίοι κόβουν τα μόρια DNA σε συγκεκριμένες θέσεις.
Το πρόβλημαΈνα βασικό πρόβλημα είναι ότι το γονιδίωμα των ίδιων των ιών μπορεί να ενσωματωθεί στο γονιδίωμα των κυττάρων σε οποιαδήποτε τυχαία θέση και να απενεργοποιήσει έτσι γονίδια που χρειάζεται ο οργανισμός για να προστατευτεί για παράδειγμα από τον καρκίνο.
Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι ο ιός μπορεί να κόψει τα μόρια του DNA ότι μόνο στις επιθυμητές θέσεις αλλά και έξω από αυτές, προκαλώντας έτσι γενετικές βλάβες που δύσκολα μπορούν να επιδιορθώσουν τα κύτταρα.
Η νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στη βρετανική επιθεώρηση Nature Methods, αφορά τις «νουκλεάσες δακτύλων ψευδαργύρου» (ZNF), πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται στις γονιδιακές θεραπείες επειδή μπορούν να σχεδιαστούν ειδικά ώστε να κόβουν τα μόρια του DNA σε πολύ συγκεκριμένες θέσεις.
Στις συμβατικές μεθόδους, οι ερευνητές εισάγουν στα κύτταρα γενετικά τροποποιημένους ιούς που περιέχουν το γονίδια των νουκλεασών δακτύλων ψευδαργύρου. Οι νουκλεάσες παράγονται έτσι από τα ίδια τα κύτταρα και επεμβαίνουν στο γενετικό υλικό τους. Ο Δρ Μπάρμπας ήταν ένας από τους πρωτοπόρους αυτής της προσέγγισης, αφού επινόησε στις αρχές της δεκαετίας του 1990 τη μέθοδο για την παραγωγή ZNF κατά παραγγελία. Απλούστερη, ασφαλέστερη
Στην επόμενη φάση της μελέτης, οι ερευνητές έδειξαν ότι η μέθοδός τους μπορεί να αποτελέσει εναλλακτική λύση σε μια γονιδιακή θεραπεία που δοκιμάζεται κατά του AIDS.
Στη θεραπεία αυτή, οι γιατροί απομονώνουν Τ-κύτταρα από το ανοσοποιητικό σύστημα του ασθενή και τα μολύνουν με ιούς που απενεργοποιούν το γονίδιο ενός υποδοχέα με την ονομασία CCR5. Ο υποδοχέας αυτός υπάρχει στην επιφάνεια των Τ-κυττάρων και λειτουργεί σαν κερκόπορτα για την είσοδο του ιού HIV. Μετά τη γενετική τροποποίησή τους στο εργαστήριο, τα Τ-κύτταρα επιστρέφονται στον οργανισμό του ασθενή και εμποδίζουν την περαιτέρω μόλυνση από τον HIV.
Ο υποδοχέαςO Δρ Μπάρμπας έδειξε όμως ότι το γονίδιο του υποδοχέα CCR5 μπορεί να αφαιρεθεί από τα Τ-κύτταρα με την προσθήκη ZNF ειδικά σχεδιασμένων για το σκοπό αυτό, καταργώντας την ανάγκη χρήσης ιών.
Η ερευνητική ομάδα φρόντισε μάλιστα να συγκρίνει Τ-κύτταρα που είχαν τροποποιηθεί με τη συμβατική μέθοδο με Τ-κύτταρα που τροποποιήθηκαν με τη νέα μέθοδο. Όπως έδειξε η ανάλυση, η νέα μέθοδος περιορίζει δραστικά τις γενετικές βλάβες σε άσχετες περιοχές του γονιδιώματος. Και η εξήγηση για αυτό είναι απλή: οι πρωτεΐνες ZNF που χρησιμοποίησαν οι ερευνητές παραμένουν λειτουργικές για λίγες μόνο ώρες και καταστρέφονται από τα κύτταρα όταν ολοκληρώσουν τη δουλειά για την οποία σχεδιάστηκαν.
Στη συμβατική μέθοδο, αντίθετα, τα γονίδια των πρωτεϊνών ZNF ενσωματώνονται στο DNA και λειτουργούν για εβδομάδες ή και μήνες, αυξάνοντας έτσι την πιθανότητα γενετικών ατυχημάτων. Δεδομένου λοιπόν ότι τα τελευταία πειράματα έδωσαν εντυπωσιακά αποτελέσματα, και ο Δρ Μπάρμπας έχει κερδίσει εδώ και καιρό το σεβασμό της επιστημονικής κοινότητας, η νέα μέθοδος γενετικής τροποποίησης θα μπορούσε σύντομα να δοκιμαστεί σε θεραπείες κατά του HIV αλλά και πολλών άλλων ασθενειών.
