Μια ομάδα στις ΗΠΑ ανακοίνωσε ενθαρρυντικά αποτελέσματα μετά τη χρήση μιας βελτιωμένης μορφής CRISPR για τη γονιδιακή επεξεργασία ανθρώπινων εμβρύων, όμως ένα σημαντικό ζήτημα παραμένει άλυτο.
Όταν ένας αμφιλεγόμενος ερευνητής στην Κίνα αποκάλυψε το 2018 ότι είχε χρησιμοποιήσει το CRISPR για να δημιουργήσει τρία γονιδιακά επεξεργασμένα παιδιά, η πράξη του καταδικάστηκε σχεδόν καθολικά από βιολόγους σε όλο τον κόσμο. Η βασική ένσταση δεν ήταν ότι η γονιδιακή επεξεργασία μωρών είναι από μόνη της λάθος, αλλά ότι η τεχνική CRISPR που χρησιμοποιήθηκε δεν ήταν ασφαλής και είχε πολύ υψηλό κίνδυνο να προκαλέσει βλαβερές μεταλλάξεις.
Τώρα, ομάδα στις ΗΠΑ χρησιμοποίησε μια βελτιωμένη μορφή CRISPR, γνωστή ως base editing, για να επεξεργαστεί υγιή έμβρυα και έδειξε ότι αυτό μπορεί να γίνει χωρίς να εισαχθούν ανεπιθύμητες μεταλλάξεις. Είμαστε λοιπόν πλέον στο σημείο όπου θα μπορούσε να εξεταστεί η χρήση της τεχνικής; Η απάντηση είναι όχι, γιατί παραμένει ένα μεγάλο εμπόδιο.
Το DNA μας αποτελείται από δύο κλώνους. Η πρώτη μορφή CRISPR που αναπτύχθηκε χρησιμοποιεί μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Cas9, η οποία συνδέεται με ένα τμήμα guide RNA και τη βοηθά να εντοπίσει ένα συγκεκριμένο σημείο στο γονιδίωμα. Μόλις φτάσει εκεί, η Cas9 κόβει και τους δύο κλώνους. Όταν ένα κύτταρο προσπαθεί να επιδιορθώσει τη βλάβη, συχνά κάνει λάθη, εισάγοντας μικρές μεταλλάξεις που μπορούν να απενεργοποιήσουν γονίδια.
Έτσι, το CRISPR-Cas9 είναι μια καταστροφική τεχνική ακόμη και όταν λειτουργεί όπως πρέπει, ενώ μερικές φορές αποτυγχάνει, με τα κομμένα άκρα του DNA να επανασυνδέονται σε λάθος σημεία και να προκαλούν μεγάλες μεταλλάξεις και χρωμοσωμικές ανωμαλίες.
Όμως έχουν αναπτυχθεί πολλές βελτιωμένες μορφές CRISPR. Για παράδειγμα, οι CRISPR base editors αλλάζουν ένα γράμμα του DNA σε ένα άλλο και, κατά τη διαδικασία, κόβουν μόνο έναν κλώνο του DNA. Έτσι, το base editing μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ακριβείς διορθώσεις με πολύ μικρότερη πιθανότητα να πάει κάτι στραβά. Η τεχνική έχει ήδη σώσει ζωές και βρίσκονται σε εξέλιξη αρκετές δοκιμές, για παράδειγμα για να ελεγχθεί ως θεραπεία για παθήσεις που οδηγούν σε πολύ υψηλή χοληστερόλη.
Όμως η επεξεργασία εμβρύων είναι πολύ διαφορετική από τη θεραπεία ασθενειών. Στους ενήλικες, δεν έχει σημασία αν η γονιδιακή επεξεργασία δεν πετυχαίνει τέλεια σε κάθε κύτταρο — συχνά αρκεί να έχει διορθωθεί με επιτυχία μόνο το ένα πέμπτο των κυττάρων στο ήπαρ, για παράδειγμα, ώστε να αντιμετωπιστεί μια ασθένεια. Σε ένα ανθρώπινο έμβρυο, όμως, η γονιδιακή επεξεργασία πρέπει να λειτουργήσει τέλεια, επειδή από αυτό το έμβρυο θα προκύψουν όλα τα κύτταρα του σώματος.
Το 2017, ομάδα στην Κίνα ανακοίνωσε ενθαρρυντικά αποτελέσματα σε μια μικρή μελέτη που χρησιμοποίησε ανθρώπινα έμβρυα που είχαν απορριφθεί κατά την εξωσωματική γονιμοποίηση λόγω ανωμαλιών. Διαπίστωσαν ότι το base editing πέτυχε την επιθυμητή αλλαγή σε σχεδόν όλα τα έμβρυα, με ελάχιστες ανεπιθύμητες αλλαγές.
Τώρα, ο Dieter Egli στο Columbia University στη Νέα Υόρκη και οι συνεργάτες του πραγματοποίησαν μεγαλύτερη μελέτη χρησιμοποιώντας υγιή έμβρυα δύο κυττάρων, τα οποία είχαν δωρίσει γονείς, με γενικά παρόμοια αποτελέσματα. Η ομάδα δοκίμασε να κάνει δύο αλλαγές. Η μία πραγματοποιήθηκε με επιτυχία στα τρία τέταρτα των κυττάρων, χωρίς ανεπιθύμητες αλλαγές. Η άλλη λειτούργησε μόνο σε περίπου τα μισά κύτταρα και συχνά προκάλεσε ανεπιθύμητες αλλαγές.
Οι ερευνητές θεωρούν ότι ο λόγος που λειτούργησε καλά στη μία περίπτωση και όχι τόσο καλά στην άλλη σχετίζεται με τα guide RNAs που χρησιμοποιήθηκαν. Με καλύτερο σχεδιασμό και δοκιμή των guide RNAs, λένε, θα μπορούσε να αποφευχθεί η εμφάνιση off-target effects.
Όμως το μεγαλύτερο πρόβλημα είναι ότι το base editing δεν λειτούργησε σε κάθε κύτταρο σε κάθε έμβρυο, ένα ζήτημα που ονομάζεται mosaicism. Αν ένα μωσαϊκό έμβρυο αναπτυχθεί σε παιδί, μόνο ορισμένα από τα κύτταρα στο σώμα του θα έχουν την επιθυμητή αλλαγή, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί και πάλι να εμφανίσει τη νόσο που στόχευε να αποτρέψει η γονιδιακή επεξεργασία. Τα τρία γονιδιακά επεξεργασμένα παιδιά που μεγαλώνουν στην Κίνα μπορεί να είναι όλα μωσαϊκά.
Η δυσκολία εδώ είναι ότι προς το παρόν δεν υπάρχει τρόπος να βεβαιωθεί κανείς πως ένα γονιδιακά επεξεργασμένο έμβρυο δεν είναι μωσαϊκό. Όταν υπάρχει κίνδυνος τα παιδιά να κληρονομήσουν μια σοβαρή ασθένεια, μπορεί να αφαιρεθεί ένα μόνο κύτταρο από έμβρυα IVF για γενετικό έλεγχο. Το ίδιο θα μπορούσε να γίνει και με γονιδιακά επεξεργασμένα έμβρυα, όμως αν τα έμβρυα είναι μωσαϊκά, ο έλεγχος ενός μόνο κυττάρου δεν αρκεί.
Άρα, παρότι τα τελευταία αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά, δεν πρόκειται να πείσουν κάποια ρυθμιστική αρχή ότι είναι πλέον ασφαλής η προσπάθεια για γονιδιακή επεξεργασία της βλαστικής σειράς, όπως είναι γνωστή. Το πρόβλημα του mosaicism πρέπει πρώτα να λυθεί.
Πώς; Ένας τρόπος θα ήταν να χρησιμοποιηθούν γονιδιακά επεξεργασμένα σπερματοζωάρια ή ωάρια. Αν η επεξεργασία γίνει πριν γονιμοποιηθεί ένα ωάριο και αρχίσει να διαιρείται, δεν θα πρέπει να υπάρχει mosaicism. Αυτό δεν έχει γίνει στους ανθρώπους, όμως μια νεοφυής επιχείρηση πρόσφατα ισχυρίστηκε ότι μπορεί να δημιουργήσει σπέρμα στο εργαστήριο από βλαστοκύτταρα σπέρματος — και αν αυτό ισχύει, τότε θα ήταν δυνατό να γίνει γονιδιακή επεξεργασία και σε αυτά τα κύτταρα.
Μια τέτοια προσέγγιση ίσως μας φέρει στο σημείο όπου θα μπορούμε να κάνουμε με ασφάλεια γονιδιακή επεξεργασία σε παιδιά. Το αν θα πρέπει να το κάνουμε είναι ένα εντελώς διαφορετικό ερώτημα.
bioRxiv DOI: 10.64898/2026.05.30.728989
