Μια επαναστατική προσέγγιση στην καρκινική θεραπεία μέσω CRISPR
Οι καρκινικές κυτταρικές δομές διακρίνονται για την ικανότητά τους να αποφεύγουν την ανίχνευση, ωστόσο οι λεπτές χημικές διαφορές τους τα ξεχωρίζουν από τα υγιή κύτταρα. Μια ομάδα επιστημόνων από το Wageningen University & Research και το Van Andel Institute ανακοίνωσε την ανακάλυψή της που εκμεταλλεύεται αυτή τη διάκριση. Χρησιμοποιώντας μια παραλλαγή του εργαλείου CRISPR, που γνωρίζει τη διαδικασία επεξεργασίας DNA, κατάφεραν να εντοπίσουν το DNA των όγκων και να κόψουν αποκλειστικά αυτό. Η μελέτη δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Nature και αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη αρχή για μια νέα μορφή θεραπείας κατά του καρκίνου.
Ο μηχανισμός λειτουργίας της μεθόδου
Η νέα αυτή μέθοδος βασίζεται σε μεθυλομάδες, μικρές χημικές ετικέτες που προσκολλώνται στο DNA και ρυθμίζουν την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση των γονιδίων. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως μεθυλίωση του DNA, είναι τροποποιημένη στα καρκινικά κύτταρα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν μοριακό “δακτυλικό αποτύπωμα” για να κατηγοριοποιήσει τα κακοήθη κύτταρα από τα υγιή.
Πειράματα και αποτέλεσματα
Η ομάδα πραγματοποίησε πειράματα με το ThermoCas9, μια παραλλαγή του CRISPR που έχει ανακαλυφθεί σε βακτήρια από τον Δρ. John van der Oost από το Wageningen. Όπως και με άλλα συστήματα CRISPR, οι ερευνητές μπορούν να προγραμματίσουν το ThermoCas9 ώστε να εντοπίζει και να κόβει συγκεκριμένα τμήματα του DNA σε ένα κύτταρο. Η Δρ. Hong Li και η ομάδα της στο VAI ανέλυσαν τη δομή του ThermoCas9 και διαπίστωσαν ότι είναι ικανό να ξεχωρίζει μεταξύ μη μεθυλιωμένων και μεθυλιωμένων γονιδίων.
Επιτυχημένη στόχευση των καρκινικών κυττάρων
Στη συνέχεια, το ThermoCas9 εισήχθη σε καλλιεργημένα ανθρώπινα κύτταρα: υγιή κύτταρα σε μία σειρά πιάτων και καρκινικά σε άλλη. Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά: το ThermoCas9 κατάφερε να κόψει το DNA στα καρκινικά κύτταρα ενώ άφησε ανέπαφο το υγιές DNA. Έτσι, αποδείχθηκε ότι το σύστημα μπορεί να ανιχνεύει τις λεπτές χημικές διαφορές μεταξύ υγιών και καρκινικών κυττάρων και να ενεργεί αναλόγως.
Σημασία για το μέλλον της θεραπείας του καρκίνου
Η εργασία αυτή αναγνωρίζεται ως η πρώτη περίπτωση που μια μέθοδος βασισμένη στο CRISPR στηρίζεται στη μεθυλίωση για να στοχεύει τα ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα. “Το ThermoCas9 χρησιμοποιεί τη μεθυλίωση ως διεύθυνση για να στοχεύσει ακριβώς τα καρκινικά κύτταρα αφήνοντας ανέπαφα τα υγιή”, δήλωσε η Li. “Αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν να αλλάξουν το παιχνίδι”.
Το επόμενο βήμα της έρευνας
Αν και η μελέτη δείχνει ότι είναι εφικτό να κοπεί επιλεκτικά το DNA, δεν έχει ακόμη αποδειχθεί ότι αυτό μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο των καρκινικών κυττάρων. Το επόμενο βήμα θα επικεντρωθεί στο να προκαλέσει επαρκή ζημιά στο DNA των όγκων για να προκληθεί κυτταρικός θάνατος. Επιπλέον, παράλληλοι ανωμαλικοί πρότυποι μεθυλίωσης συνδέονται με πολλές άλλες ασθένειες και δη με παιδιατρικούς καρκίνους όπως το νευροβλάστωμα και αυτοάνοσες διαταραχές. Μελλοντικά, το ThermoCas9 ή παρόμοια εργαλεία CRISPR θα μπορούσαν να εξελιχθούν σε μια ευέλικτη μοριακή στρατηγική που αναγνωρίζει άρρωστα κύτταρα μέσω της χημικής τους υπογραφής και τα αποκαθιστά επιλεκτικά.
