Japanski znanstvenici tvrde da bi vrhunska tehnologija uređivanja gena mogla iskorijeniti sindrom Down. Downov sindrom uzrokuje niz razvojnih razlika, u svijetu se rađa prosječno jedno dijete s Downovim sindromom na 1000 živorođenih, a uzrokovan je prisutnošću dodatne kopije kromosoma 21.
Dodatni kromosom, također poznat kao trisomija 21, uzrokuje staničnu preaktivnost, ugrožava niz procesa u tijelu i može se manifestirati u prepoznatljivim fizičkim osobinama, teškoćama u učenju i zdravstvenim problemima, navodi New York Post.
Novo istraživanje Sveučilišta Mie u Japanu sugerira da je korištenjem tehnologije modificiranja DNK CRISPRmoguće ukloniti višak kromosoma u zahvaćenim stanicama i približiti stanično ponašanje tipičnoj funkciji.
CRISPR-Cas9 je sustav za uređivanje gena koji koristi enzim za identifikaciju specifičnih sekvenci DNK. Nakon što enzim pronađe odgovarajuće mjesto, presijeca lance DNK. Ryotaro Hashizume i njegovi kolege osmislili su CRISPR vodiče koji ciljaju samo kromosom trisomije 21, proces koji se naziva uređivanje specifično za alel (jedna varijanta gena), a koji usmjerava enzim za rezanje na željeno mjesto.
Kada su ga koristili na stanicama uzgojenim u laboratoriju, uklanjanje dodatne kopije gena normaliziralo je način na koji su se geni izražavali u tijelu, što sugerira da je genetski teret uklonjen.
Također su otkrili da su nakon uklanjanja dodatnog kromosoma geni povezani s razvojem živčanog sustava bili aktivniji, a oni s metabolizmom manje aktivni. To podupire prethodna istraživanja koja su otkrila da dodatne kopije kromosoma 21 ometaju razvoj mozga tijekom ranog fetalnog rasta.
Istraživači su također testirali svoje CRISPR vodiče na fibroblastima kože, koji su zrele, nematične stanice uzete od osoba s Downovim sindromom.
U tim potpuno razvijenim stanicama, metoda uređivanja uspješno je uklonila dodatni kromosom u brojnim slučajevima. Nakon uklanjanja, ove ispravljene stanice su brže rasle i imale kraće vrijeme udvostručenja od netretiranih stanica, što sugerira da uklanjanje dodatnog kromosoma može pomoći s biološkim naprezanjem koje usporava rast stanica.
No, CRISPR može utjecati i na zdrave kromosome, a istraživači usavršavaju svoj program tako da se veže samo za dodatnu kopiju kromosoma 21. Ovaj rad dokazuje da, umjesto malih popravaka, CRISPR može eliminirati cijeli kromosom.
Znanstvenici su objavili svoja otkrića u PNAS Nexusu. Hashizume i njegov tim nadaju se da će se njihov rad moći koristiti za dizajniranje regenerativnih terapija i tretmana koji se bave genetskim viškom u njegovom izvoru.
Zdravstveni rizici osoba s Downovim sindromom
Istraživači će nastaviti analizirati rizike promjena DNK i pratiti kako modificirane stanice funkcioniraju tijekom vremena i njihovu održivost u stvarnim uvjetima. Osobe sa sindromom Down često se suočavaju s nizom zdravstvenih problema, uključujući razvojna kašnjenja i intelektualne poteškoće.
Otprilike polovica osoba s Downovim sindromom rađa se s kongenitalnom srčanom manom - najčešće defektom atrioventrikularnog septuma, rupom u središtu srca. Također imaju veću vjerojatnost da će imati problema s probavom, imunitetom, težinom, apnejom u snu, napadajima, sluhom, vidom i zubima. Imaju veći rizik od leukemije i problema s kralježnicom, kao i stanja štitnjače.
Osim toga, suočavaju se s puno većim rizikom od razvoja demencije povezane s Alzheimerovom bolešću kako stare - procjenjuje se da je tri do pet puta veći od opće populacije.
Znanstvenici još uvijek rade na utvrđivanju točnog uzroka, ali vjeruje se da dodatna kopija kromosoma 21 potiče prekomjernu proizvodnju proteina prekursora amiloida. Ova prekomjerna proizvodnja dovodi do nakupljanja beta-amiloidnih plakova u mozgu, što je obilježje Alzheimerove bolesti.
Island je gotovo potpuno iskorjenio sindrom Down
Ipak, eliminacija sindroma Down pokazala se kontroverznom temom. Island je tijekom godina dospio na naslovnice zbog gotovo potpunog iskorjenjivanja u svojoj populaciji od nešto manje od 400 000 ljudi, uglavnom zato što se gotovo sve trudnice tamo odlučuju na prekid trudnoće kada su im prenatalni testovi probira pozitivni.
"Kad počnemo slušati što sami ljudi s Downovim sindromom imaju reći o ovome... smatraju to uznemirujućim... i čujemo iste priče od njihovih obitelji", rekla je za ABC News Australia Ástríður Stefánsdóttir, liječnica i profesorica primijenjene etike na Sveučilištu Island.
