Þessi grein birtist upphaflega í Stundinni fyrir meira en 5 árum.

Erfðabreyting í músafóstrum kemur í veg fyrir alvarlega erfðasjúkdóma

Tækn­inni til erfða­breyt­inga fleyg­ir áfram og sam­hliða auk­inni þekk­ingu verða til tæki­færi til að nýta þessa tækni til að koma í veg fyr­ir sjúk­dóma. Þar sem erfða­sjúk­dóm­ar geta ver­ið marg­slungn­ir er mik­il­vægt að vita hvar og hvenær á að grípa inn í til að lækna þá, eða það sem betra er – koma í veg fyr­ir þá.

Erfðabreyting í músafóstrum kemur í veg fyrir alvarlega erfðasjúkdóma
Músarungi Mýs sem fæðast með galla í genum sem tengjast lokaþroskun lungnanna lifa yfirleitt ekki lengi eftir fæðingu. Í tilfelli músanna sem voru notaðar í þessari rannsókn var dánarhlutfallið 100% hjá fóstrum sem voru með galla í SFTPC. Þegar mýsnar höfðu verið meðhöndlaðar og erfðabreytt lækkaði dánartíðnin við fæðingu niður í 78%. Það er að segja, 22% fóstranna gátu andað eðlilega eftir að þau fæddust.

Þegar sjúkdómar koma til vegna galla í einu geni er það kallað eingena erfðasjúkdómur.  Slíkir erfðasjúkdómar eru mjög sjaldgæfir en þeir henta vel til rannsókna og tilrauna á þeim kostum sem erfðabreytingar geta haft í för með sér. Það er augljóslega auðveldara að laga galla sem á uppruna sinn á einum stað í erfðamenginu samanborið við marga.

Auk þess að þurfa bara að laga galla í einu geni er mikilvægt að skilja vel hvar genið gegnir hlutverki og á hvaða tímapunkti í lífi einstaklingsins. Það liggur því beinast við að nýta þessa tækni til að laga eingena galla sem geta valdið alvarlegum skaða. Dæmi um slíka sjúkdóma eru gallar í genum eins og SFTPB, SFTPC eða ABCA3, sem gegna mikilvægu hlutverki við þroskun lungnanna.

Þessi gen taka þátt í að mynda vökva eða nokkurs konar slím sem þekur lungun að innanverðu. Vökvinn er mikilvægur til að halda lungunum rökum en líka hreinum. Í tilfellum þar sem ofantalin gen eru ekki starfhæf getur samsetning vökvans leitt til þess að lungun eru ekki starfhæf.

Tímasetning viðgerðarinnar

Við fæðingu breytast aðstæður einstaklingsins dramatískt þegar lungun fá allt í einu það hlutverk að koma súrefni úr andrúmsloftinu og inn í blóðrásina. Fósturþroski getur því gengið á eðlilegan hátt þrátt fyrir galla í þeim genum sem sjá um þroskun lungnanna.

Þegar einstaklingur er með galla í einu af ofantöldum genum getur það valdið skorti á framleiðslu á lungnaslíminu eða offramleiðslu, sem er oft verra að meðhöndla. Til að lungun geti starfað eðlilega, öll efnasamskipti geti farið fram og lungun geti þanist eðlilega út þarf þessi yfirborðsvökvi að vera til staðar í réttu magni.

„Erfðabreytingar í fóstrum, á síðustu stigum meðgöngunnar, eru því fýsilegur kostur“

Til að koma í veg fyrir að gallar í þessum genum valdi skaða er mikilvægt að grípa inn í áður en lungun þurfa að taka til starfa, fyrir fæðingu. Erfðabreytingar í fóstrum, á síðustu stigum meðgöngunnar, eru því fýsilegur kostur til að hjálpa einstaklingum með erfðasjúkdóma af því tagi að lifa af.

CRISPR/Cas tæknin

Með tilkomu nýrrar tækni, CRISPR/Cas, verða erfðabreytingar auðveldari sökum þess hve návæmlega er hægt að staðsetja þær. CRIPSR/Cas kerfið, sem á uppruna sinn í bakteríum, ber kosti sína í ensíminu Cas9. Cas9 er prótín sem flokkast undir ensím vegna þess að það klippir DNA röðina í tvennt.

Cas9 leitar eftir erfðaefninu að samröðun við markgenin sín. Markgenið er þá það gen sem leitast er við að breyta eða laga. Þegar fullkomin samröðun næst fer ensímvirkni Cas9 af stað og klippir í sundur erfðaefnið svo tvíþáttbrot myndast.

Þar sem frumur líkamans eru viðbúnar því að gera við brot á erfðaefninu, taka náttúrulegir viðgerðarferlar við og púsla saman erfðaefninu og setja heilbrigt eintak af geninu inn þar sem tvíþáttabrotið átti sér stað.

Tilraunir á músafóstrum

Í rannsókn sem framkvæmd var við Children‘s Hospital of Philadelphia var músafóstrum sem voru með stökkbreytingu í SFTPC geninu erfðabreytt á síðustu stigum meðgöngunnar. Þegar mýsnar voru gengnar því sem samsvarar tveimur þriðju af meðgöngu hjá mönnum voru þær meðhöndlaðar með CRISPR erfðatækninni til að laga stökkbreytinguna í SFTPC geninu.

Eitt mikilvægasta skrefið í tilrauninni var að laga erfðaefnið á síðustu stigum meðgöngunnar og að framkvæma erfðabreytinguna í réttu líffæri. Þær frumur sem þurfa allra mest á heilbrigðu SFTPC geni að halda eru þær sem eru yst á yfirborði lungnanna og sjá um að seyta út vökvanum sem þekur þau að innan.

Erfðabreytingatól með áfangastað

Þegar fóstrið hefur náð á þriðja stig meðgöngu, í tilfellum músafóstranna um það bil fjórum dögum fyrir fæðingu þeirra, hafa flestir vefir þegar myndast og líffærin eru farin að æfa sig fyrir það sem koma skal. Þar á meðal lungun, þótt þau gegni engu hlutverki meðan fóstrið er í móðurkviði.

„Mýs sem fæðast með galla í genum sem tengjast lokaþroskun lungnanna lifa yfirleitt ekki lengi eftir fæðingu“

Öndunaræfingar fóstursins ásamt örvun, sem á sér stað þegar styrkur koltvíoxíðs í blóði móðurinnar hækkar örlítið, gerir það að verkum að erfðabreytingatólin rata á réttan stað. Þegar CRISPR/Cas kerfinu hafði verið komið inn í legvatnið þá átti það greiða leið inn í lungun, þar sem vinnan var unnin á ystu lögum lungna vefsins.

Dánartíðnin lækkar

Mýs sem fæðast með galla í genum sem tengjast lokaþroskun lungnanna lifa yfirleitt ekki lengi eftir fæðingu. Í tilfelli músanna sem voru notaðar í þessari rannsókn var dánarhlutfallið 100% hjá fóstrum sem voru með galla í SFTPC.

Þegar mýsnar höfðu verið meðhöndlaðar og erfðabreytt svo að SFTPC var í lagi lækkaði dánartíðnin við fæðingu niður í 78%. Það er að segja, 22% fóstranna gátu andað eðlilega eftir að þau fæddust. Raðgreining á frumunum sem þekja innsta lag lungnanna leiddi í ljós að erfðabreytingin heppnaðist og þess vegna voru lungun starfhæf.

Eftir fæðinguna var fylgst með músaungunum til að meta hvort erfðabreytingin hefði haft einhver neikvæð áhrif á þau, en svo virtist ekki vera.  

Hvað þýðir þetta?

Þessi rannsókn sýnir að erfðabreytingar á síðustu stigum meðgöngu eru mögulegar og auka lífslíkur einstaklinganna sem eiga í hlut.

Enn sem komið er, er ekki hægt að framkvæma slíkar breytingar í mannafóstrum en tilgangur rannsóknar sem þessarar snýst frekar um að sýna fram á hvort erfðabreytingar á þessum stigum meðgöngu hafa hugsanlegar aukaverkanir á fóstrin, hvort breytingin skili sér á réttan stað og hvort hún hafi tilskilin áhrif.

Þótt erfðabreytingar með CRISPR hafi gert tilraunir sem þessar mun auðveldari en áður þá er þekking vísindaheimsins enn ekki nægilega mikil til að fara á næsta stig, sem felst í tilraunum á dýrum skyldari manninum eða manninum sjálfum.

Ítarefni:

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190417171025.htm

https://stm.sciencemag.org/content/11/488/eaav8375

Kjósa
0
Hvernig finnst þér þessi grein? Skráðu þig inn til að kjósa.

Athugasemdir

Allar athugasemdir eru ábyrgð á þeirra sem þær skrifa. Heimildin áskilur sér rétt til að fjarlægja ærumeiðandi og óviðeigandi athugasemdir.

Mest lesið

Mest lesið

Mest lesið í vikunni

Bannaður á leigubílastæðinu fyrir að leggja starfsfólk Isavia í einelti
2
Fréttir

Bann­að­ur á leigu­bíla­stæð­inu fyr­ir að leggja starfs­fólk Isa­via í einelti

Isa­via seg­ir leigu­bíl­stjóra, sér­stak­lega virk­an á sam­fé­lags­miðl­um, hafa lagt starfs­fólk flug­vall­ar­ins í einelti – með­al ann­ars með ásök­un­um í garð þess og nafn­birt­ing­um á net­inu. Hann hafi ver­ið sett­ur í ótíma­bund­ið bann vegna ógn­andi og óvið­eig­andi fram­komu. „Þetta er nátt­úr­lega óþægi­legt að mæta í vinn­una og verða svo fyr­ir áreiti,“ seg­ir einn starfs­mað­ur við Heim­ild­ina.

Mest lesið í mánuðinum

Hefði ekki dottið í hug að ráða sjálfan sig
2
Viðtal

Hefði ekki dott­ið í hug að ráða sjálf­an sig

Bogi Ág­ústs­son hef­ur birst lands­mönn­um á skján­um í yf­ir fjóra ára­tugi og flutt Ís­lend­ing­um frétt­ir í blíðu og stríðu. Hann seg­ir heim­inn hafa breyst ótrú­lega mik­ið til batn­að­ar á þess­um ár­um en því mið­ur halli á ógæfu­hlið­ina í rekstri fjöl­miðla á Ís­landi. Af öll­um þeim at­burð­um sem hann hef­ur sagt frétt­ir af lögð­ust snjóflóð­in fyr­ir vest­an ár­ið 1995 þyngst á hann. Enn þann dag í dag man hann hvernig var að þurfa að lesa upp nöfn þeirra sem dóu í flóð­inu á Flat­eyri.
„Ég var bara glæpamaður“
3
Viðtal

„Ég var bara glæpa­mað­ur“

„Margt af því sem ég hef gert mun ég aldrei geta bætt fyr­ir,“ seg­ir Kristján Hall­dór Jens­son, sem var dæmd­ur fyr­ir al­var­leg­ar lík­ams­árás­ir. Hann var mjög ung­ur að ár­um þeg­ar ljóst var í hvað stefndi og fann ekki leið­ina út fyrr en ára­tug­um síð­ar. Í dag fer hann inn í fang­els­in til þess að hjálpa öðr­um, en það er eina leið­in sem hann sér færa til þess að bæta fyr­ir eig­in brot.
Hver er Jón Óttar? - „Ég hef sjálfur fylgst með fólki mánuðum saman“
4
Fréttir

Hver er Jón Ótt­ar? - „Ég hef sjálf­ur fylgst með fólki mán­uð­um sam­an“

Jón Ótt­ar Ólafs­son, einn þeirra sem stund­aði njósn­ir fyr­ir Björgólf Thor Björgólfs­son ár­ið 2012, gaf út glæpa­sögu ári síð­ar þar sem að­al­sögu­hetj­an er lög­reglu­mað­ur sem stund­ar hler­an­ir. Jón Ótt­ar vann lengi fyr­ir Sam­herja, bæði á Ís­landi og í Namib­íu, en áð­ur hafi hann ver­ið kærð­ur af sér­stök­um sak­sókn­ara, sem hann starf­aði fyr­ir, vegna gruns um að stela gögn­um.
Bannaður á leigubílastæðinu fyrir að leggja starfsfólk Isavia í einelti
6
Fréttir

Bann­að­ur á leigu­bíla­stæð­inu fyr­ir að leggja starfs­fólk Isa­via í einelti

Isa­via seg­ir leigu­bíl­stjóra, sér­stak­lega virk­an á sam­fé­lags­miðl­um, hafa lagt starfs­fólk flug­vall­ar­ins í einelti – með­al ann­ars með ásök­un­um í garð þess og nafn­birt­ing­um á net­inu. Hann hafi ver­ið sett­ur í ótíma­bund­ið bann vegna ógn­andi og óvið­eig­andi fram­komu. „Þetta er nátt­úr­lega óþægi­legt að mæta í vinn­una og verða svo fyr­ir áreiti,“ seg­ir einn starfs­mað­ur við Heim­ild­ina.

Mest lesið í mánuðinum

Nýtt efni

Mest lesið undanfarið ár

Loka auglýsingu