Jere Weltner työskentelee tutkijana Helsingin yliopistossa, Biomedicumin kantasolukeskuksessa. Hän kertoi geenieditoinnin mahdollisuuksista Laboratoriolääketiede-tapahtumassa Helsingissä 5.10.2018. Jere Weltner työskentelee tutkijana Helsingin yliopistossa, Biomedicumin kantasolukeskuksessa. Hän kertoi geenieditoinnin mahdollisuuksista Laboratoriolääketiede-tapahtumassa Helsingissä 5.10.2018. CRISPR-tekniikalla haluttu geeni saadaan vietyä juuri oikeaan paikkaan genomissa. Menetelmän käyttöön sairauksien hoidossa liittyy kuitenkin vielä paljon avoimia kysymyksiä.
Bakteereilla on ainutlaatuinen tapa suojautua niiden kimppuun hyökkääviä viruksia vastaan.
Bakteerit leikkaavat Cas-9-proteiinin avulla palasen viruksen geeniperimästä ja vievät sen talteen omaan genomiinsa. Tämän DNA-pätkän avulla ne tunnistavat ja nitistävät jatkossa vastaavat virukset.
Nyt samainen Cas-9-proteiini on valjastettu lääketieteen käyttöön ”geenisaksiksi”, joiden avulla haluttu geeni voidaan viedä juuri oikeaan paikkaan ihmisen genomissa. Kyseessä on CRISPR-menetelmä, joka on aiempia geenimuokkaustapoja tarkempi, tehokkaampi ja edullisempi.
Cas-9-proteiinin sitoutumisalue genomissa määräytyy opas-RNA:n mukaan. Opas-RNA:ta vaihtelemalla pystytään määrittämään alue, jonka proteiini tunnistaa ja jossa se leikkaa DNA-juostetta, selittää biolääketieteen tutkija Jere Weltner Helsingin yliopistosta.
Kun solun geeniperimään tulee juostekatkoksia, solu pyrkii automaattisesti korjaamaan niitä. CRISPR-tekniikassa ”paikkausaineena” käytetään haluttuja geenimutaatioita.
Tekniikalla on valtavasti mahdollisuuksia paitsi lääketieteessä, myös esimerkiksi lääkeaineiden kehittämisessä, ruuantuotannossa ja biomateriaalien tuottamisessa. Vain mielikuvitus on rajana, Weltner kuvailee.
Apua vakaviin sairauksiin
Tähän mennessä CRISPR-tekniikkaa ja muita geenieditointimenetelmiä on käytetty lähinnä elimistön puolustusjärjestelmän soluissa, jotka eristetään potilaan verestä ja muokataan soluviljelmissä.
Muokatut solut voidaan palauttaa potilaalle elävänä lääkehoitona, joka ryhtyy taistelemaan esimerkiksi hi-virusta tai uusiutunutta leukemiaa vastaan.
Viime aikoina on käynnistynyt myös kliinisiä tutkimuksia, joissa pyritään muokkaamaan suoraan potilaan omaa perimää. Näin voidaan ehkä tulevaisuudessa hoitaa esimerkiksi vaikeita, perinnöllisiä aineenvaihduntasairauksia, Weltner kertoo.
Hän ennustaa, että tekniikka tulee ensiksi käyttöön sairauksissa, jotka aiheutuvat selkeästi yhden geenin mutaatiosta. Tällainen sairaus on esimerkiksi sirppisoluanemia, jonka geeniterapiaa tutkitaan Helsingin yliopistossa.
Weltner on itse tutkinut CRISPR-tekniikkaa kantasolujen tuottamisessa ihmisen ihosoluista. Tekniikan avulla ihosolun geenien ilmenemistä voidaan aktivoida niin, että solut ”taantuvat” takaisin monikykyisiksi kantasoluiksi.
Samassa tutkimusryhmässä on kyetty korjaamaan solujen geneettinen mutaatio, joka aiheuttaa perinnöllistä diabetesta. Korjattuja soluja on sen jälkeen käytetty mallintamaan, miten kyseinen mutaatio vaikuttaa diabeteksen kehittymiseen.
Editoinnissa on myös riskejä
Vaikka geenieditointi lupaa paljon, sen käyttöön sairauksien hoidossa liittyy vielä paljon avoimia kysymyksiä.
Voiko soluun viety mutaatio vaikuttaa muihinkin kohteisiin genomissa? Miten luotettavasti DNA-juosteen korjausmekanismit toimivat? Kuinka turvallisia geenien kuljettamisessa käytetyt virusvektorit ovat? Entä miten hoidot saadaan kohdistettua juuri siihen kudokseen, jonne ne tulisi kohdistaa?
Ongelmana ovat myös mahdollinen syöpäriskin lisääntyminen sekä potilaiden immuniteetti Cas-9-proteiinia kohtaan, Weltner kertoo.
Viime kesänä julkaistiin Helsingin yliopiston ja Tukholman Karoliinisen instituutin tutkimus, jonka mukaan CRISPR-tekniikka saattaa laukaista soluissa mekanismin, joka suojaa niitä DNA-vaurioilta.
Puolustusmekanismin aiheuttaa p53-niminen proteiini, jonka puute on merkittävä tekijä syöpäsolujen muodostumisessa. CRISPR-tekniikka saattaakin valikoida ja rikastaa juuri niitä soluja, jotka ovat alttiimpia syöpää aiheuttaville mutaatioille.
Weltnerin mielestä mahdolliset riskit tulee ottaa hoitojen kehittämisessä huomioon, mutta niitä ei pitäisi korostaa liikaa.
Meidän tulee arvioida, kuinka suuria riskit ovat suhteessa hyötyihin, joita hoidoilla on mahdollista saavuttaa. Hoitojen turvallisuutta pyritään myös koko ajan kehittämään, hän huomauttaa.
Mikä on oikein ja mikä ei?
Paitsi hoitojen tehoon ja turvallisuuteen, avoimia kysymyksiä liittyy myös geenieditoinnin etiikkaan.
Koska uudet tekniikat ovat erittäin kalliita, ne saattavat jäädä vain rikkaiden etuoikeudeksi. Vaarana on myös, että geenieditointia aletaan käyttää sairauksien hoidon lisäksi ihmisten henkilökohtaisten ominaisuuksien parantamiseen.
Onko oikein korjata sairautta aiheuttavia mutaatioita ihmisen alkioissa? Entä voimmeko tehdä ihmisen perimään muutoksia, jotka periytyvät myös jälkeläisille? Näistä kysymyksistä tarvitaan vielä eettistä keskustelua, Weltner painottaa.