Genomredigering
Med CRISPR-Cas9-systemet har det blitt mulig å modifisere genomet til enhver organisme - for eksempel en bakterie, et dyr, en plante eller et menneskes - på en målrettet og presis måte. I denne sammenhengen snakker man også om genomredigering og genomkirurgi. Metoden ble først beskrevet i 2012 og blir for tiden intensivt undersøkt og brukt over hele verden (Jinek et al., 2012). CRISPR-Cas9-systemet ble utviklet med utgangspunkt i en forsvarsmekanisme for adaptiv immunsystem of bakterie. Det gjør det mulig for prokaryoter å fjerne uønsket og smittsomt DNA, for eksempel fra bakteriofager eller plasmider.
- CRISPR står for. Det er repeterende DNA-sekvenser i genomet til bakterie.
- Cas9 står for.
Hvordan fungerer det
Hvordan fungerer CRISPR-Cas9-systemet? Cas9-proteinet er en såkalt endonuklease, dvs. et enzym som kutter nukleinsyrer og i dette tilfellet DNA-dobbeltstrengen. Cas9 er bundet til et RNA som inneholder, i tillegg til en konstant del, en variabel del som gjenkjenner en spesifikk mål-DNA-sekvens. Denne RNA-delen kalles sgRNA (liten guide RNA). SgRNA samhandler med DNA som skal kuttes av nukleasen. Det resulterende dobbeltstrengsbruddet kan fullføres med cellens egne reparasjonsmekanismer. Dette kan føre til mutasjoner som er av interesse, for eksempel i planteoppdrett. En RNA-mal kan også brukes til å sette inn et nytt gensegment, for eksempel for å gjenopprette funksjonen til et defekt gen. Endelig kan den også brukes til å inaktivere sykdomsfremkallende gener. For at CRISPR-Cas-systemet skal komme inn i celler, kreves det også en leveringsmetode. For eksempel kan virale vektorer, liposomer eller fysiske metoder brukes til dette formålet. Systemet skiller seg fra andre metoder i sin relative enkelhet, universalitet, hastighet og i pris. CRISPR-Cas kan i prinsippet brukes direkte på mennesker eller celler som blir fjernet fra en pasient, modifisert, forplantet og deretter gjeninnført. Dette er referert til som ex vivo-behandling eller autolog transplantasjon.
Indikasjoner
CRISPR-Cas9 spiller allerede en viktig rolle i forskning og medisinproduksjon i dag, bare noen få år etter at metoden ble beskrevet. I fremtiden, ytterligere genterapi narkotika vil bli utviklet. De potensielle medisinske applikasjonene er svært mange. Disse inkluderer for eksempel alvorlige genetiske sykdommer slik som Duchenne muskeldystrofi, cystisk fibrose, smittsomme sykdommer som HIV og hepatitt, hemofilier og kreft. CRISPR-Cas9 og lignende genomredigeringsmetoder åpner muligheten for ikke bare å behandle sykdommer symptomatisk, men å kurere dem på nivå med genetisk informasjon.
Bivirkninger og risikoer
Et potensielt problem er selektiviteten til metoden. Det er mulig at CRISPR kan forårsake genetiske endringer på andre uønskede steder i genomet. Disse blir referert til som "off-target effects." Disse kan være farlige og føre til bivirkninger. I tillegg må systemets effektivitet fortsatt økes. I mennesker, i tillegg til somatiske celler og stamceller, kan kjønnsceller også manipuleres, noe som fører til arv av de endrede genene. For eksempel har det allerede blitt vist at CRISPR-Cas9 kan brukes på embryoer, noe som gir frykt for "designerbabyer" og potensielt får vidtrekkende konsekvenser for den fremtidige utviklingen av menneskeheten. Germline-intervensjon er svært kontroversiell og forbudt i de fleste land.
