ჟურნალ PNAS Nexus-ში გამოქვეყნებული სტატიის მიხედვით რევოლუციური გარღვევა იაპონიაში მოხდა. მიეს უნივერსიტეტის მეცნიერებმა თანამედროვე გენური რედაქტირების ტექნოლოგიის — CRISPR-Cas9-ის დახმარებით დაუნის სინდრომის გამომწვევი ზედმეტი ქრომოსომა უჯრედებიდან მოაცილეს.
დაუნის სინდრომი, ყველაზე გავრცელებული ქრომოსომული გენეტიკური ცვლილებაა , რომლის დროსაც 46 ქრომოსომის ნაცვლად, 21- ე წყვილში დამატებით ერთი მესამე ქრომოსომა გვხვდება, რასაც 21-ე წყვილის ტრისომია ეწოდება. 21-ე ქრომოსომის დამატებითი ასლი ყოველი 700 ახალშობილიდან 1-ს აქვს, რაც ვლინდება დამახასიათებელი ფიზიკური ნიშნებით, სწავლის სირთულეებით და სერიოზული ჯანმრთელობის პრობლემებით.
იაპონიის მიეს უნივერსიტეტის ახალი კვლევა მიუთითებს, რომ DNA-ის მოდიფიცირების ტექნოლოგიის (CRISPR-ის ) გამოყენებით შესაძლებელია დაზიანებულ უჯრედებში ზედმეტი ქრომოსომის მოცილება და ამით უჯრედული ქცევის შეცვლა. CRISPR-Cas9 გენური რედაქტირების სისტემაა, რომელიც იყენებს ფერმენტს დეენემის კონკრეტული თანმიმდევრობების ამოსაცნობად. მას შემდეგ რაც ფერმენტი იპოვის შესაბამის მონაკვეთს, ის ჭრის დეენემის ჯაჭვებს.
რიოტარო ჰაშიზუმემ და მისმა კოლეგებმა შექმნეს CRISPR-ის მოლეკულები, რომელთა სამიზნე მხოლოდ ტრიზომია 21-ის ქრომოსომას ამოცნობაა. პროცესი, რომელსაც სპეციფიკური რედაქტირება ჰქვია, უზრუნველყოფს ფერმენტის მიტანას მხოლოდ საჭირო ადგილას.
მეცნიერთა დაკვირვებით, ზედმეტი ქრომოსომის მოცილების შემდეგ, ნერვული სისტემის განვითარებასთან დაკავშირებული გენები უფრო აქტიურდებოდა, ვიდრე მეტაბოლიზმთან დაკავშირებული გენები. ეს ადასტურებს წინა კვლევებს, რომლებიც მიუთითებდა, რომ ქრომოსომა 21-ის დამატებითი ასლები არღვევს ტვინის განვითარებას ნაყოფის ადრეულ ეტაპზე.
მკვლევრებმა ასევე შეამოწმეს თავიანთი CRISPR-გამშვები მოლეკულები დაუნის სინდრომის მქონე ადამიანების კანის ფიბრობლასტებზე — სრულად განვითარებულ უჯრედებზე. რედაქტირების მეთოდმა აქაც წარმატებით იმუშავა და რამდენიმე შემთხვევაში ზედმეტი ქრომოსომა წარმატებით მოიცილა. შედეგად გასწორებულმა უჯრედებმა აქაც უფრო სწრაფად იწყეს ზრდა, მეტაბოლიზმი გაუმჯობესდა და ტვინის განვითარებასთან დაკავშირებული გენი გააქტიურდა. რაც მიანიშნებს, რომ ზედმეტი ქრომოსომის მოცილებამ შესაძლოა ნამდვილად შეამციროს ბიოლოგიური სტრესი. ჯერჯერობით ეს კვლევა მხოლოდ კანის უჯრედებზე ჩატარდა, და არა ემბრიონებზე ან ორგანიზმში. ადამიანის რეალურ მკურნალობამდე ჯერ კიდევ გრძელი გზაა გასავლელი.
საფრთხე, რომელიც რეალურია. CRISPR-მა შეიძლება ჯანსაღ ქრომოსომებზეც იმოქმედოს. მეცნიერები ამჟამად აუმჯობესებენ მეთოდოლოგიას ისე, რომ ის მხოლოდ ქრომოსომა 21-ის ზედმეტ ასლს მიემაგროს. თეორიულად ჯერ კიდევ არსებობს საფრთხე, რომ მცირე გენეტიკური შესწორებების ნაცვლად, CRISPR-მა მთელი ქრომოსომა გაანადგუროს.
მკვლევარი ჰაშიზუმე და მისი გუნდი იმედოვნებენ, რომ მათი ნაშრომის საფუძველზე მომავალში რეგენერაციული თერაპიებისა და მკურნალობის მეთოდების ახალი ციკლი შეიქმნება, რომლებიც გენეტიკურ დარღვევებს საწყის ეტაპზევე აღმოფხვრის.
მკვლევრები განაგრძობენ DNA-ის ცვლილებებთან დაკავშირებული რისკების ანალიზს და აკვირდებიან, როგორ ფუნქციონირებენ მოდიფიცირებული უჯრედები დროის სხვადასხვა ინტერვალში და რამდენად გამოყენებადია ეს მეთოდი რეალურ ცხოვრებაში.
დაუნის სინდრომით დაბადებულთა შორის თითქმის 40%-ს თანდაყოლილი გულის მანკი აქვს, ყველაზე ხშირად ატრიოვენტრიკულური სეპტალური დეფექტი, ანუ ხვრელი გულის შუა ნაწილში.
ასევე, მათ უფრო ხშირად აღენიშნებათ საჭმლის მომნელებელი სისტემის პრობლემები, იმუნური დარღვევები, ფარისებრი ჯირკვლის ფუნქციური დარღვევები, წონის მატება, ძილის აპნეა, კრუნჩხვები, სმენისა და მხედველობის პრობლემები, კბილებთან დაკავშირებული გართულებები. მათ ლეიკემიის და ალცჰაიმერის განვითარების უფრო მაღალ რისკი აქვთ.
მეცნიერები ჯერ კიდევ ცდილობენ ზუსტი მიზეზის დადგენას, მაგრამ მიიჩნევა, რომ ქრომოსომა 21-ის დამატებითი ასლი იწვევს ამილოიდის წინამორბედი ცილების გადაჭარბებულ გამომუშავებას. ამ ცილების ჭარბი რაოდენობა კი იწვევს ამილოიდ-ბეტა ფოლაქების დაგროვებას ტვინში — რაც ალცჰაიმერის დაავადების ერთ-ერთი განმსაზღვრელი ნიშანია.
როგორ და როდის გამოიყენებს მსოფლიო ახალ აღმოჩენას? დაუნის სინდრომის აღმოფხვრის იდეა საკამათოა. თვით ისლანდიაშიც კი, სადაც ბოლო წლებია, ფაქტიურად აღარ იბადებიან ამ სინდრომის მქონე ბავშვები და თითქმის ყველა ორსული ქალი, რომელსაც პრენატალურ გამოკვლევებზე დადებითი პასუხი აქვს, არჩევს აბორტს, არსებობს განსხვავებული აზრი. “როდესაც ვუსმენთ თვითონ დაუნის სინდრომის მქონე ადამიანების აზრს ამ საკითხზე… მათ ეს აშფოთებთ… და იგივე ისტორიებს გვიყვებიან მათი ოჯახები“, — ამბობს ისლანდიის უნივერსიტეტის მკვლევარი , ექიმი ასტრიდურ სტეფანსდოტირი ABC News Australia-სთან ინტერვიუში.
ასე რომ, გენური რედაქტირებით სრულად რეალური ხდება გენეტიკური პრობლემების გამოსწორება დაბადებამდე. მაგრამ ამ პროგრესთან ერთად აქტუალურია კითხვა:
აუცილებელია თუ არა “გამოსწორება”, თუ განსხვავებული ადამიანები მივიღოთ ისეთებად, როგორიც ბუნება შექმნა? მეცნიერება ვითარდება და პროგრესი გარდაუვალია, საინტერესოა, როგორი იქნება საზოგადოების პასუხი….
წყაროები:
- Trisomic rescue via allele-specific multiple chromosome cleavage using CRISPR-Cas9 in trisomy 21 cells | PNAS Nexus | Oxford Academic
- Down Syndrome & Alzheimer’s Disease Link: Risk Factors
- Alzheimer Dementia Among Individuals With Down Syndrome | Neurology | JAMA Network Open | JAMA
- Mie University – R-navi | Innovative Approach Developed for Removing Extra Chromosome 21 in Cells from Individuals with Down Syndrome Using CRISPR-Cas9 Genome Editing Technology
