Harvard, MIT Membuat Alat Edukatif CRISPR Gene Kontroversial Lebih Kuat

Kemajuan terbaru dalam mengedit DNA berpotensi untuk mengobati penyakit manusia yang lebih luas daripada sebelumnya. Namun para ilmuwan masih perlu memecahkan masalah dalam membuat perubahan tersebut di semua sel tubuh yang membutuhkannya.

Sekarang, sekelompok peneliti dari Broad Institute di Harvard University dan Massachusetts Institute of Technology (MIT) telah mengidentifikasi enzim yang lebih kecil yang akan mempermudah pengiriman mesin pengeditan gen secara langsung ke sel-sel di dalam tubuh.

Peneliti berharap untuk akhirnya menargetkan penyakit manusia dengan metode ini. Dengan menonaktifkan atau mengubah gen di sel manusia, ilmuwan suatu hari nanti dapat mengobati penyakit mulai dari fibrosis kistik hingga penyakit jantung dan diabetes.

Dalam kasus beberapa penyakit, ilmuwan dapat mengekstrak sel induk dari darah dan mengubahnya menggunakan CRISPR. Mereka kemudian mengembalikan sel yang diubah ke tubuh pasien.

Iklan untuk penyakit lain, ilmuwan perlu menggunakan virus yang cacat untuk memberikan keseluruhan sistem CRISPR ke sel. Paket ini harus menyertakan enzim bakteri - yang dikenal sebagai Cas9 - yang membuat potongan DNA dan sepotong RNA yang mengarahkan enzim ke lokasi yang tepat.

Injeksi Single Bisa Turunkan Kolesterol Secara Permanen, Risiko Serangan Jantung »

IklanIklan

Ilmuwan Memecahkan Masalah Pengiriman

Salah satu kendaraan pengiriman yang paling menjanjikan, atau vektor, untuk memberikan CRISPR di Orang adalah virus terkait adeno (AAV). Vektor ini tidak diketahui menyebabkan penyakit manusia dan telah disetujui di Eropa untuk digunakan dalam uji klinis.

Namun, AAV memiliki kapasitas muatan terbatas. Hal ini membuat sulit untuk mengemas semua potongan yang diperlukan untuk mengedit genom.

Salah satu solusinya adalah menemukan vektor yang bisa membawa lebih banyak. Tapi AAV sudah memiliki rekam jejak yang terbukti. Sebagai gantinya, periset dari Broad Institute mengarahkan perhatian mereka untuk menemukan enzim Cas9 yang lebih kecil, yang sesuai dengan lebih mudah di dalam AAV.

Ini melibatkan penyaringan 600 anion enzim Cas9 dari strain bakteri yang berbeda. Periset mempersempit daftar ini menjadi enam calon potensial.

"Untungnya, salah satu protein Cas9 yang lebih kecil ini ternyata sesuai untuk pengembangan metodologi yang dijelaskan dalam makalah ini," kata Eugene Koonin, seorang peneliti senior di Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi dan penulis yang berkontribusi dalam penelitian ini., dalam siaran persnya. Enzim Cas9 yang disajikan di koran, yang diterbitkan hari ini di Nature, berasal dari bakteri

Staphylococcus aureus

, yang dapat menyebabkan infeksi Staph pada manusia.

AdvertisementAdvertisement The Cas9 enzyme disajikan di koran, yang diterbitkan hari ini di Nature, berasal dari bakteri Staphylococcus aureus, yang dapat menyebabkan infeksi Staph pada manusia.Ini adalah 25 persen lebih kecil dari yang saat ini digunakan dengan CRISPR, yaitu dari Streptococcus pyogenes.

Ilmuwan Sekarang Bisa Mengedit Genom Manusia, Satu Surat Pada Suatu Waktu »

Enzim yang Lebih Kecil Efektif dalam Mengedit Gen

Dengan masalah kemasan yang terpecahkan, para periset mulai menguji apakah enzim Cas9 yang lebih kecil bekerja sebaik versi sekarang

Mereka melihat jumlah pemotongan atau kesalahan yang tidak diinginkan, yang dibuat oleh Cas9 ke area DNA lainnya. Dalam hal ini, Cas9 yang lebih kecil sama akuratnya dengan enzim dari S. pyogenes.

Cas9 baru ini menyediakan perancah untuk … membantu kami menciptakan model penyakit yang lebih baik, mengidentifikasi mekanisme, dan mengembangkan perawatan baru. Feng Zhang, Institut Teknologi Massachusetts

Selanjutnya, para peneliti meletakkan Cas9 yang lebih kecil untuk mengerjakan pengobatan potensial untuk penyakit jantung. Periset menyuntikkan sistem pengiriman AAV - dengan Cas9 yang lebih kecil - ke dalam hati tikus.

AdvertisementAdvertisement

Target untuk Cas9 adalah gen yang disebut PCSK9 yang dikaitkan dengan kolesterol tinggi dan penyakit jantung. Begitu disampaikan, Cas9 memotong gen tersebut, mematikannya secara efektif.

Seminggu setelah perawatan, kadar kolesterol pada tikus turun. Efek ini bertahan sampai satu bulan.

Teknologi ini jauh dari mengobati penyakit pada manusia. Seperti teknik pengeditan gen yang menjanjikan lainnya, CRISPR cenderung mengalami kemunduran di sepanjang jalan.

Namun, keberhasilan para peneliti menambah alat yang tersedia untuk mengedit gen manusia.

AdvertisementAdvertisement

Genomik versus Genetika: Ambil Pandangan yang Lebih Dekat»

Pengajaran DNA Menghadapi Rintang Etis

CRISPR juga menghadapi tantangan lain sebelum dapat digunakan secara luas untuk mengobati penyakit manusia.

Salah satunya adalah keamanannya. CRISPR lebih cepat dan mudah digunakan daripada teknik pengeditan gen lainnya. Tapi bukan berarti itu lebih akurat. Cut off-target terhadap DNA bisa terjadi bila urutannya serupa namun tidak identik dengan guide RNA. Hal ini bisa menimbulkan konsekuensi kesehatan yang tidak disengaja - dan berpotensi mematikan.

Sifat teknik pengeditan gen yang tepat juga telah menimbulkan pertanyaan etis. Teknik ini bisa digunakan untuk menyembuhkan penyakit, tapi bisa juga digunakan untuk meningkatkan kualitas seperti kecerdasan atau penampilan fisik dalam apa yang disebut "bayi perancang. "Beberapa perubahan ini bisa dilakukan pada manusia germline - sperma, telur, dan embrio - sehingga bisa diturunkan ke generasi mendatang.

Saya pribadi berpikir bahwa kita tidak cukup pintar … merasa nyaman dengan konsekuensi perubahan keturunan, bahkan dalam satu individu saja.Dalam menanggapi ancaman ini, sekelompok ahli biologi - termasuk penemu pendekatan CRISPR - telah menyerukan larangan penggunaan teknik ini di seluruh dunia dengan cara apapun yang dapat dilakukan. diturunkan ke keturunannya.

Moratorium akan memberi para ilmuwan, ahli etika, dan waktu publik untuk mempelajari dampak potensial dari metode ini.

Bayi Perancang Bisa Tepat di Sekitar Sudut»