מי שעוקב אחרי כמה שמע ששבוע שעבר אושר יפול קריספר (Crispr) הראשון בעולם באנגליה. בשישי הוא אמור להיות מאושר גם על ידי הFDA. אחרי שסיימנו לחגוג את החדשות הטובות, אני רוצה לגעת באתגרים שניצבים בפני קריספר כדי לממש את החזון של הנדסה גנטית בשירות האדם ולמה הדרך עוד ארוכה.
דבר ראשון, מי שקריספר נשמעת לו כמו קללה בגרוזינית, אני פה בשבילו. קריספר זה שם כוללני לסט רחב של מערכות הגנה של חיידקים נגד בקטריופאגים (וירוסים של חיידקים בגדול). העיקרון פשוט, חלבון שמזהה רצף DNA של וירוס, שנשמר בחיידק מהדבקות ישנות (קצת כמו מערכת החיסון שלנו) וחותך את אותו רצף.
מה שהופך את המערכת לכל כך יעילה זה העובדה שאפשר להחליף את אותו רצף מכוון בקלות. מספרי DNA בהתאמה אישית אם תרצו. שם הבעיה הראשונה נמצאת. קריספר חותך. זהו. רק זה. לא מחליף, לא מוודא מה נמצא שם. כלום. רק חותך. מה זה אומר? אם כל מה שאני רוצה זה 'לדפוק' גן מסוים (כמו הטיפול שיאושר בשישי) כל מה שצריך זה לתת לקריספר לחתוך שוב ושוב עד שאחד הפעמיים שהתא מתקן את ה-DNA, הוא ייצור טעות במהלך התיקון. טעות מספיק גדולה שהרצף המכוון כבר לא מזהה את אותו אזור ב_DNA.
איך ה-DNA ישתנה? זה כבר לא בשליטת הקריספר. בגלל זה אי אפשר להכניס קריספר פשוט לבני אדם. לכן התרופה שאושרה כוללת הוצאת תאי גזע, הנדסה שלהם במעבדה, כימותרפיה (כדי להרוג את התאי גזע בגוף) ולהחזיר את התאי גזע המהונדסים. תהליך ארוך, יקר וכואב. אבל אין דרך אחרת כרגע. זו הטכנולוגיה. אם אנחנו רוצים להכניס מקטע חדש או אחר? לא לשנות בצורה אקראית, אלא להוסיף מקטע DNA ספציפי? העיקרון פשוט. נותנים לקריספר לחתוך את ה-DNA ובו זמנית מכניסים לתא את אותו DNA שאנחנו רוצים להכניס איפה שרצינו להכניס ואנחנו מקווים שהתא יתקן את ה-DNA השבור בעזרתו.
זה כמובן יכול להסתבך בכל כך הרבה דרכים שונות. הסיכוי שזה יקרה בדרך הנכונה הוא מאוד קטן ולכן צריך לעבוד על הרבה תאים מחוץ לגוף לוודא שבאמת קיבלנו את התוצר הרצוי. עוד סיבה שבגללה חייבים לעבוד עם תאים על הצלחת ולא בגוף האדם זה בגלל טעויות של המערכת.
כבר אמרנו שמה ששולח את הקריספר לאזור מסוים זה אותו רצף מכווין. רצף קצר בין 24-17 נוקלאוטידים (פחות או יותר). הרצף הזה צריך להיות מאוד ייחודי לאותו אזור שאנחנו רוצים שהוא יחתוך. אם הוא דומה מדי לאזורים אחרים, הוא יחתוך ויעשה נזקים שונים גם באזורים אחרים. שמתחשבים בעובדה שהגנום שלנו מכיל בערך 3 מליארד בסיסים, זה אתגר חישובי לא קטן ולא תמיד אפשרי להגיע לספצפיות מוחלטת. לכן צריך גם לבדוק שלא רק שמה שרצית לשנות השתנה אלא גם שדברים אחרים לא השתנו. שזה שוב מגביל אותנו לתאים על צלחת פטרי.
האם זה כל האתגרים? פתרנו אותם ואפשר לערוך גנומים של בני אדם בגוף שלהם? לא. אין לנו מערכת טובה שיודעת להכניס את הקריספר והרצף המכוון שלו לתאים שונים בגוף חי. פשוט אין. אולי וירוסים בעתיד הרחוק. אבל זה יהיה מאוד מסובך. מה גם שאז צריך למצוא דרך להיכנס ולהפעיל את הקריספר רק בתאים ספציפיים ולא בכל התאים בגוף, שזה הרבה יותר מסובך ממה שזה נשמע. מערכות ביולוגיות הם מאוד רועשות ולא עובדות ב0/1. להתגבר על הרנדומליות הזאת של המערכת וליצור שיטה עם אפס טעויות, יהיה אתגר מדעי מרתק ולא פשוט בכלל בכלל.
מתן ארבל הוא דוקטורנט במחלקה לביוטכנולוגיה ומיקרוביולוגיה באוניברסיטת ת"א ומנגיש מדע בזמנו הפנוי.
פורסם במקור בטוויטר של המחבר
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה