211service.com
Genredigeringsstudie i mänskliga embryon pekar mot kliniska prövningar
Ett team av USA-baserade forskare som genetiskt redigerade mängder av mänskliga embryon för att ta bort en sjukdomsgen säger att de har lagt grunden för att försöka skapa de första genmodifierade människorna.
Shoukhrat Mitalipov och kollegor vid Oregon Health and Science University använde framgångsrikt genredigeringsverktyget CRISPR-Cas9 för att fixa ett sjukdomsorsakande DNA-fel i dussintals mänskliga embryon i tidigt skede.
Embryonredigeringsprojektet, det största i sitt slag som någonsin genomförts, beskrevs först förra veckan av MIT Technology Review .
Enligt a detaljerad rapport publicerad idag i Natur , visade forskarna att det var möjligt att korrigera en mutation i en gen som kallas MYBPC3 som orsakar en dödlig familjär hjärtsjukdom som kallas hypertrofisk kardiomyopati.
Forskarna sa att proceduren var förvånansvärt effektiv och att kliniska prövningar så småningom kunde övervägas. 'Med den här mutationen har vi redan gjort grunden, så vi är förmodligen mycket närmare kliniska tillämpningar,' sa Mitalipov under ett konferenssamtal med journalister. 'Kliniska prövningar skulle innebära att man faktiskt implanterar några av dessa embryon med målet att fastställa graviditet och övervaka barns födslar och förhoppningsvis följa upp med barn.'
Det dramatiska framstegen kommer att fördjupa debatten om huruvida man ska använda redigeringsteknik för att ingripa i den mänskliga genpoolen. Kritiker har uttryckt oro för att modifiering av embryon skapar okända risker för barn och skulle vara en hal backe mot genetiskt förbättrade designerbebisar.
Det medicinska skälet för att modifiera könslinje - det vill säga att förändra ett embryo - är att reparera en genetisk defekt redan före födseln, för att säkerställa att en egenskap inte överförs till framtida generationer. 'Detta skulle helt utrota genmutationen och denna sjukdom från en familjs härstamning', säger Mitalipov.
Tidigare har tre rapporter om genomredigeringsexperiment i mänskliga embryon dykt upp från Kina. Men Mitalipovs arbete var mycket mer omfattande och involverade skapandet av cirka 150 mänskliga embryon, mycket fler än någon tidigare studie.
I varje fall befruktades ägg erhållna från friska donatorer med spermier från en enda man som bär på kardiomyopati-mutationen.
Mitalipov säger att han tror att genredigering kan användas som ett förebyggande verktyg för att sänka en nyfödds livstidsrisk för ett brett spektrum av sjukdomar, inklusive cancer. Till exempel kan CRISPR injiceras i embryon för att fixera mutationer i BRCA-genen som är associerade med en hög risk för bröst- och äggstockscancer.
Vissa människor vars familjer är drabbade av en ärftlig sjukdom säger att de inte skulle tveka att använda tekniken om den var tillgänglig. Lisa Salberg, 49, som fick diagnosen samma genetiska hjärtsjukdom vid 12 års ålder, säger att om hon skulle få barn nu skulle hon välja genredigering på en minut.
Salberg, som är grundare av Föreningen för hypertrofisk kardiomyopati, säger att hennes pappa hade sjukdomen och att hennes dotter också ärvt den. Jag fick höra vid 12 års ålder att jag kunde dö plötsligt och att det inte fanns något någon kunde göra åt det, säger hon. Jag har aldrig känt till frisk.
Skeptiker till könslinjeredigering hävdar att modifiering av gener i embryon är onödigt. Det beror på att kvinnor som genomgår provrörsbefruktning kan välja pre-implantationsgenetisk diagnos, ett test som utförs på IVF-embryon för att avgöra om de är påverkade av en genmutation.
I fallet med MYBPC3-genfelet, känd som en autosomal dominant störning, skulle hälften av ett pars embryon vara bärare av sjukdomen, men hälften skulle inte. Läkare kan därför testa och överföra endast opåverkade embryon.
Förekomsten av testalternativet innebär att genredigering av embryon har 'ett mycket snävt fönster av möjligheter', säger Lluís Montoliu, en genomforskare vid National Center of Biotechnology i Madrid, Spanien. För kvinnor i åldrarna 35 till 40 användes pre-implantationsdiagnos i ungefär ett av fyra IVF-försök i USA förra året, enligt Society for Assisted Reproductive Technology.
Men Paula Amato, en av studieförfattarna och professor i obstetrik och gynekologi vid Oregon Health and Science University, säger att reparation av embryon skulle öka antalet friska och potentiellt resultera i snabbare framgång att bli gravid.
I sin studie fann forskarna att effektiviteten i redigeringsprocessen var störst när CRISPR injicerades i ägg tillsammans med spermier. När det var gjort befanns 42 av 58 redigerade embryon vara fria från den hypertrofiska kardiomyopati-mutationen.
Med andra ord, CRISPR-redigering ökade antalet friska embryon från förväntade 50 procent till cirka 72 procent. De återstående 16 embryona drabbades av oönskade genetiska insättningar eller deletioner, vilket visar att redigeringstekniken kräver ytterligare förbättringar.
Att reparera gener tidigt i livet skulle också kunna generera enorma besparingar för samhället och det medicinska systemet. Salberg kan nämna sex släktingar, inklusive en 19-årig farbror och 36-årig syster, som dog tidigt i sjukdomen. Hon har redan fått fem defibrillatorer inopererade, drabbats av en stroke, förlorat en del av synen och för ett halvår sedan genomgick hon en hjärttransplantation. 'Du börjar räkna ut och CRISPR skulle vara mycket billigare', säger hon. 'Om du sa till mig att vi kunde gå tillbaka till 1967 och min mamma kunde göra CRISPR-redigering för att ta bort mutationen [hypertrofisk kardiomyopati] så att jag inte skulle ha den, skulle jag ha ett helt annat liv på så många sätt.'
Hypertrofisk kardiomyopati drabbar uppskattningsvis en av 500 personer och kan leda till plötslig hjärtsvikt hos personer som ser friska ut till det yttre.
Men modifiering av könsceller kommer utan tvekan att möta utmaningar som går bortom labbet, särskilt i USA. Även om konceptet har sanktionerats av vetenskapliga organ under begränsade omständigheter, finansierar inte National Institutes of Health forskning om mänskliga embryon och den amerikanska kongressen har förbjudit mat och Drug Administration från att godkänna några kliniska prövningar.
”Det är en lång väg framför dig, särskilt om man vill göra den här studien på ett reglerat sätt. Det är oklart vid det här laget när vi skulle kunna gå vidare, säger Mitalipov. 'Vi skulle stödja att flytta den här tekniken till andra länder.'
Forskarna säger att deras forskning innehöll flera överraskningar. En var att redigeringsprocessen skedde på ett ovanligt sätt. Embryon injicerade med CRISPR verkade använda den friska modergenen för att vägleda korrigeringen av mutationen men ignorerade en DNA-mall från forskare.
Mitalipov hävdar att detta betyder att proceduren egentligen inte borde kallas genredigering, utan att det mer är en assisterad form av naturlig DNA-reparation. Argumentet innebär att barn födda från sådana embryon strängt taget inte kan anses vara genetiskt modifierade.