FOTO: YouTube
Prema radu objavljenom u časopisu Nature Biotechnology tim s University of Pittsburgh u svojem je istraživanju ciljao tzv. spojene gene koji nastaju kada se dva gena povežu u jedan hibridni. Takvi geni često stvaraju abnormalne proteine koji uzrokuju tumore ili im pomažu da se razvijaju.
No spojeni geni imaju jedinstven genski otisak koji je znanstvenicima omogućio da ih pronalaze i mijenjaju. Uz pomoć posebno dizajniranog adenovirusa tim je spojene gene zamijenio genima zaduženima za ubijanje tumorskih stanica.
„Tu je po prvi put izmjena gena upotrijebljena za modificiranje spojenih gena“, rekao je voditelj istraživanja Jian-Hua Luo. „To je stvarno uzbudljivo jer polaže temelje za nešto što bi moglo postati potpuno novim pristupom u liječenju raka“, dodao je.
Kako funkcionira CRISPR?
Kako smo već pisali na Indexu, CRISPR-Cas9 znanstvenicima omogućava da na točno određenom mjestu u DNA izrežu neki dio, neki neispravan gen, i eventualno ga zamjene drugim, ispravnim ili korisnim. CRISPR je u biti prirodni mehanizam koji mnoge bakterije koriste za obranu od virusa. Znanstvenici su još 1980-ih uočili da se neki dijelovi DNA bakterija višekratno ponavljaju na neobičan način te da između njih uobičajeno dolaze neki jedinstveni međunizovi. Ovakva neobična konfiguracija nazvana je “clustered regularly interspaced short palindromic repeats,” odnosno CRISPR. Istraživanja su pokazala da CRISPR sadrži segmente genskog koda neprijateljskih virusa s kojima se bakterija ranije susrela te da je on važan dio obrambenog sustava bakterije. Na temelju tog koda bakterija prepoznaje uljeza i pokreće efikasan napad na njega. Enzimi Cas (CRISPR-associated proteins) predstavljaju drugi dio tog sustava. Bakterija će spomenute dijelove neprijateljskog virusa kopirati u relativno kratke poruke RNA 'voditeljice' i pridružiti im odgovarajuće enzime Cas. Takvo oružje će se umnožiti i 'patrolirati' stanicom bakterije. Kada naiđe na istovjetan kod u nukleinskoj kiselini virusa, Cas će ga odmah presjeći na prepoznatom mjestu kako bi onemogućio njegovo umnažanje.
Opisano funkcioniranje sustava CRISPR-Cas9 omogućuje da se umjetno napravi sekvenca voditeljice RNA koja će, združena s Cas9, točno odgovarati slijedu baza koji u DNA kodira problematičan gen, kojega želimo izrezati ili mijenjati. Na taj način znanstvenici mogu stvoriti CRISPR-Cas9 koji će izrezivati i brisati štetne mutirane i nefunkcionalne gene te čak u stanicu ubacivati ispravne. (video dolje)
Napad na stožer
Tehnika CRISPR već je ranije korištena u borbi protiv raka, primjerice za poticanje stanica obrambenog sustava za napade na određene tumorske stanice.
U novom istraživanju napad je usmjeren na spojene gene poznate kao TMEM135–CCDC67 i MAN2A1–FER. Isti tim znanstvenika ranije je utvrdio da su oni prisutni u nekim agresivnim malignim tumorima prostate, jetre, pluća i jajnika.
„Uobičajene metode liječenja raka napadaju vojnike pješake. U našem pristupu mi smo napali sam zapovjedni centar tako da se neprijateljski vojnici na bojnom polju nikako ne mogu pregrupirati za protunapad“, objasnio je Luo.
Odlični rezultati
Nakon što su spojeni geni zamijenjeni genima za uništavanje stanica raka, znanstvenici su ih ubacili u miševe koji su imali ljudske tumore prostate i jetre. Tumori su se vrlo brzo smanjili za 30%, a nakon toga više nije zabilježen njihov rast. Svi tretirani miševi preživjeli su do kraja trajanja studije. S druge strane tumori kod miševa u kontrolnoj skupini povećali su se 40 puta, uglavnom su metastazirali, a životinje su uginule prije kraja studije.
Inovativnom metodom za sada nisu u potpunosti uklonjene sve stanice raka. No postoji mogućnost da bi se to određenim procesima njezina rafiniranja moglo postići u budućnosti.
Što je najvažnije, budući da se spojeni geni javljaju samo u stanicama raka, napad na njih nije naškodio zdravom tkivu. Zbog toga bi ova tehnika mogla biti mnogo bolje rješenje od kemoterapije koja uglavnom uzrokuje teške nuspojave u zdravim tkivima.