Två olika forskarlag från genforskningscentret Broad Institute i Cambridge har utvecklat varsitt verktyg som de hoppas kunna använda för rätta till de minsta genetiska felen, mutationerna, som är kopplade till cancer, diabetes och många andra sjukdomar hos människor.

– För de flesta av de genetiska sjukdomar som orsakas av en enda mutation finns i dag inget botemedel. Förhoppningen är att vi i framtiden ska kunna erbjuda effektiv och säker behandling som räcker livet ut. Jag hoppas att vår studie ska ta oss ett steg närmare målet, säger David Liu, genforskare bakom en ny studie som publiceras i tidskriften Nature.  

Slipper klippa DNA

Han och hans kollegor står bakom en ny genredigeringsteknik som kan rätta till genetiska mutationer. Enligt forskarna ska den vara mindre riskfylld än den banbrytande gensaxen CrisprCas9, som har gjort det möjligt att klippa ut defekta gener som orsakar sjukdom och ersätta dem med en ny fungerande variant. 

Gensaxen CrisprCas9 bygger på att cellernas eget maskineri fogar samman DNA-strängen på ett korrekt sätt efter att den klippts upp. Men det händer att det går fel, vilket gör att små fel kan smyga sig in. Det har också varit svårt att rätta till de enstaka mutationerna som bara orsakas av en felaktig byggsten i generna. 

Men med det nya genredigeringsverktyget behöver man inte längre förlita sig på att cellens eget lagningssystem gör rätt. 

Högre precision

Forskarna har designat proteiner som tar sig in till DNA i cellkärnan och på kemisk väg lagar de små felen, mutationerna, som orsakar sjukdomar, utan att klippa i DNA. På så sätt undviker man riskerna med att DNA-strängen lagas felaktigt.

– Det ger högre precision, minskar riskerna och gör att vi kan laga enstaka förändringar som orsakar sjukdom utan att klippa upp DNA, säger David Liu.

I dag är 32.000 sådana små förändringar kopplade till mängder av olika sjukdomar som till exempel cancer, diabetes typ 1 och Alzheimers sjukdom. 

Ett fel ger sjukdom

Föds man med ett fel på viktiga platser i sina gener kan det räcka med att en enstaka mutation för att drabbas av sjukdom, såsom anemi eller genetisk dövhet. Det är behandling mot liknande sjukdomar som den nya tekniken först och främst ger hopp om.

Ett annat verktyg för att rätta till mutationer har samtidigt utvecklats på samma institut, deras resultat publiceras i tidskriften Science. Det här verktyget innebär att de genetiska felen på ett liknande sätt rättas till på kemisk väg, men utan att DNA-strängen behöver ändras. 

Rättar till RNA

I stället har forskarna hittat sätt att rätta till felen när de överförts till RNA-strängen, som är den ”tillfälliga arbetskopian av DNA”. Finns ett enstaka fel i en gen i DNA-strängen kommer det också att föras med till RNA.

– Den stora fördelen med det här är att man slipper göra permanenta ändringar i generna men man kan åtgärda felen ändå, säger Magnus Lundgren, forskare i molekylärbiologi vid Uppsala universitet.

Tillfällig lösning

På så sätt uppstår inte samma etiska dilemma som att införa permanenta förändringar i arvsmassan kan innebära. Det öppnar också möjligheter för att kunna behandla vissa sjukdomar som uppstår tillfälligt. 

– Ofta kan genetiska sjukdomar aktiveras under en viss del av livet eller i samband med vissa livsstilsfaktorer, som exempelvis stress. Med den här tekniken skulle man kunna rätta till ett fel som uppstår just under en period. Och när man inte behöver åtgärda felet längre kan man avsluta behandlingen, säger Magnus Lundgren.

Sista pusselbitarna

De två nya teknikerna tillsammans med verktyget CrisprCas9 möjliggör alltså både små och stora förändringar i arvsmassan, med både bestående och tillfälliga effekter.

– Det går det att göra nästan vad som helst med genredigering idag, åtminstone i teorin. Nu återstår det att visa att det fungerar i levande djur och människor också, säger Magnus Lundgren.