Νέα τεχνολογία τροποποίησης του DNA υπόσχεται τη θεραπεία κληρονομικών ασθενειών

Οι επιστήμονες εδώ και δεκαετίες αναζητούν τρόπους να θεραπεύσουν κληρονομικές παθήσεις του αίματος, όπως η δρεπανοκυτταρική αναιμία, χωρίς να προκαλούν νέες επιπλοκές στον οργανισμό. Οπως περιγράφεται στο περιοδικό Nature Communications, μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο UNSW του Σίδνεϊ και το Νοσοκομείο St. Jude στις ΗΠΑ έκανε ένα μεγάλο βήμα, αξιοποιώντας την πιο σύγχρονη εκδοχή της τεχνολογίας CRISPR. Η μέθοδος αυτή δεν κόβει το DNA, αλλά αφαιρεί τις χημικές ομάδες που το απενεργοποιούν, επιτρέποντας τη λειτουργία του με φυσικό τρόπο.

Οι χημικές ομάδες ως μοριακοί διακόπτες

Όπως διαβάζουμε στο The Brighter Side News, οι χημικές ομάδες μεθυλίου (μεθυλομάδες) δεν είναι απλώς δείκτες πάνω στο DNA, αλλά λειτουργούν ως «διακόπτες» που απενεργοποιούν γονίδια. Η ανακάλυψη αυτή ανοίγει νέους δρόμους για πιο ασφαλείς θεραπείες και αντί να τροποποιείται μόνιμα ο γενετικός κώδικας, οι ερευνητές ελέγχουν την επιφάνεια του DNA, με μια παραλλαγή της τεχνολογίας CRISPR.

Στο πλαίσιο της έρευνας, οι επιστήμονες αφαίρεσαν τις μεθυλομάδες, με αποτέλεσμα τα αδρανή γονίδια να λειτουργούν ξανά, ενώ όταν τις επανέφεραν, η δραστηριότητά των γονιδίων σταμάτησε εκ νέου.

Επανενεργοποίηση του σωστού γονιδίου

Η πιο συναρπαστική εφαρμογή αυτής της μεθόδου είναι στη δρεπανοκυτταρική αναιμία. Η ασθένεια οφείλεται σε μετάλλαξη του ενήλικου γονιδίου της αιμοσφαιρίνης, το οποίο κάνει τα ερυθρά αιμοσφαίρια άκαμπτα και εύθραυστα, προκαλώντας πόνο και σοβαρά προβλήματα στην κυκλοφορία. Ωστόσο, όλοι οι άνθρωποι γεννιούνται με μια εναλλακτική μορφή αιμοσφαιρίνης – την εμβρυϊκή – που εξασφαλίζει τη μεταφορά οξυγόνου πριν τη γέννηση. Μετά τον τοκετό, αυτό το γονίδιο απενεργοποιείται. Η νέα προσέγγιση μπορεί να το «ξυπνήσει» ξανά, προσφέροντας έναν ευφυή τρόπο να παρακαμφθεί το ελαττωματικό γονίδιο.

Σε κλινικό επίπεδο, η διαδικασία ξεκινάει με τη συλλογή βλαστοκυττάρων από τον ίδιο τον ασθενή. Στη συνέχεια, στο εργαστήριο θα αφαιρούνται οι μεθυλομάδες από το γονίδιο της εμβρυϊκής αιμοσφαιρίνης ώστε να ενεργοποιηθεί ξανά. Τα τροποποιημένα κύτταρα θα επιστρέφουν στον οργανισμό, αρχίζοντας να παράγουν υγιέστερα ερυθρά αιμοσφαίρια. Έτσι, η θεραπεία αξιοποιεί φυσικούς μηχανισμούς του σώματος χωρίς να αλλοιώνει μόνιμα το DNA, μειώνοντας σημαντικά τους κινδύνους.

Ασφαλέστερη προσέγγιση για το μέλλον

Το βασικό πλεονέκτημα είναι η ασφάλεια. Οι παλαιότερες γενιές του CRISPR περιλάμβαναν κοψίματα στο DNA, κάτι που εγκυμονεί τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου ή άλλων απρόβλεπτων επιπλοκών. Αντίθετα, η «επιγενετική επεξεργασία» λειτουργεί σαν ένας διακόπτης χωρίς να αλλάξει την αλληλουχία του DNA. Αυτό σημαίνει ότι οι θεραπείες μπορούν να είναι πιο ελεγχόμενες, αναστρέψιμες και λιγότερο επικίνδυνες.

Προς το παρόν, οι δοκιμές έχουν πραγματοποιηθεί μόνο σε ανθρώπινα κύτταρα στο εργαστήριο. Τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν μελέτες πάνω σε ζωικά μοντέλα και, εφόσον αποδειχθούν ασφαλή, κλινικά πειράματα σε ασθενείς. Αν όλα εξελιχθούν θετικά, η μέθοδος θα μπορούσε να περάσει στην ιατρική πράξη μέσα στην επόμενη δεκαετία, φέρνοντας ελπίδα σε όσους πάσχουν από σοβαρές κληρονομικές διαταραχές του αίματος.

Πέρα όμως από τη δρεπανοκυτταρική αναιμία, η τεχνολογία αυτή ανοίγει προοπτικές και για άλλες παθήσεις που συνδέονται με ανενεργά γονίδια, όπως ορισμένες μορφές καρκίνου ή μεταβολικές ασθένειες. Ακόμη, μπορεί να βρει εφαρμογές στη γεωργία και τη βιοτεχνολογία, δίνοντας στους επιστήμονες τη δυνατότητα να ενισχύσουν ιδιότητες φυτών ή ζώων χωρίς να τροποποιούν άμεσα το γενετικό τους υλικό.