Μια νέα επιστημονική μελέτη αποκάλυψε τον καθοριστικό ρόλο του γονιδίου NANOG στην ανθρώπινη εμβρυϊκή ανάπτυξη, χρησιμοποιώντας μια προηγμένη τεχνική γενετικής τροποποίησης γνωστή ως CRISPR base editing. Η ανακάλυψη αυτή θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική, καθώς μπορεί να συμβάλει στη βελτίωση των ποσοστών επιτυχίας της εξωσωματικής γονιμοποίησης, σύμφωνα με άρθρο του Newscientist.
«Ο άλλος λόγος για τον οποίο μελετάμε αυτά τα πρώιμα στάδια της ανθρώπινης ανάπτυξης είναι ότι έχουν πραγματικά τεράστια σημασία για τη βιολογία των βλαστικών κυττάρων», λέει η Κάθι Νιάκαν από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ.
Οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη από μελέτες σε ζώα ότι το γονίδιο NANOG συμμετέχει στην εμβρυϊκή ανάπτυξη. Το όνομά του προέρχεται από τη μυθολογική κελτική χώρα της αιώνιας νεότητας, Tír na nÓg, επειδή η ενεργοποίησή του συνδέεται με την ικανότητα των βλαστοκυττάρων να διατηρούνται σε μια «αθάνατη» κατάσταση. Ωστόσο, η νέα έρευνα έδειξε ότι ο ρόλος του NANOG στους ανθρώπους διαφέρει σημαντικά από αυτόν που έχει σε άλλα είδη, όπως τα ποντίκια.
Κατά τα πρώτα στάδια της ανάπτυξης ενός γονιμοποιημένου ωαρίου, τα κύτταρα εξειδικεύονται σε τρεις βασικές κατηγορίες: εκείνα που θα σχηματίσουν τον πλακούντα, εκείνα που θα σχηματίσουν τον λεκιθικό ασκό και εκείνα που θα εξελιχθούν στο ίδιο το έμβρυο. Οι ερευνητές απενεργοποίησαν το γονίδιο NANOG σε γονιμοποιημένα ωάρια ποντικιών και διαπίστωσαν ότι τα κύτταρα δεν μπορούσαν να εξελιχθούν σε πρόδρομα κύτταρα του λεκιθικού ασκού. Αντίθετα, όταν η ίδια παρέμβαση πραγματοποιήθηκε σε ανθρώπινα έμβρυα που είχαν δωριστεί από γυναίκες που υποβάλλονταν σε εξωσωματική γονιμοποίηση, κανένα κύτταρο δεν εξελίχθηκε σε εκείνα που σχηματίζουν το έμβρυο. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει ότι η ενεργοποίηση του NANOG αποτελεί το βασικό βήμα που εκκινεί το αναπτυξιακό πρόγραμμα το οποίο οδηγεί στη δημιουργία του ανθρώπινου σώματος.
Για την έρευνα χρησιμοποιήθηκε η τεχνική CRISPR base editing, μια πιο ακριβής παραλλαγή του γνωστού συστήματος CRISPR. Σε αντίθεση με το κλασικό CRISPR, το οποίο κόβει τις αλυσίδες του DNA και μπορεί να προκαλέσει ανεπιθύμητες μεταλλάξεις, η μέθοδος base editing τροποποιεί με ακρίβεια ένα μόνο «γράμμα» του γενετικού κώδικα κάθε φορά. Αυτή η μεγαλύτερη ακρίβεια μειώνει τον κίνδυνο χρωμοσωμικών ανωμαλιών και ανεπιθύμητων γενετικών αλλαγών.
Ένα ακόμη σημαντικό εύρημα της μελέτης αφορά την εξωσωματική γονιμοποίηση. Παρότι τα έμβρυα στα οποία είχε απενεργοποιηθεί το NANOG φαίνονταν φυσιολογικά στο μικροσκόπιο, δεν διέθεταν την ικανότητα να εμφυτευθούν και να συνεχίσουν την ανάπτυξή τους. Επειδή η επιλογή εμβρύων για εμφύτευση βασίζεται κυρίως στη μορφολογία τους, οι ερευνητές θεωρούν ότι η αναγνώριση κρίσιμων γονιδιακών δεικτών, όπως το NANOG, θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά την αξιολόγηση της βιωσιμότητας των εμβρύων και να αυξήσει τα ποσοστά επιτυχίας της IVF.
Η μελέτη αποτελεί επίσης ορόσημο, καθώς είναι η πρώτη φορά που η τεχνική base editing χρησιμοποιείται για τη διερεύνηση της λειτουργίας συγκεκριμένων γονιδίων σε ανθρώπινα έμβρυα. Παρ’ όλα αυτά, ορισμένοι επιστήμονες, όπως ο Ντίτερ ΄Ενγκλι από το Πανεπιστήμιο Columbia, αμφισβητούν κατά πόσο τα αποτελέσματα αποδεικνύουν οριστικά τον απαραίτητο ρόλο του NANOG στην ανθρώπινη εμβρυογένεση, υποστηρίζοντας ότι απαιτούνται επιπλέον λειτουργικές και μοριακές αναλύσεις.
Παρά τις διαφωνίες, οι υπάρχουσες μελέτες συγκλίνουν στο συμπέρασμα ότι το base editing είναι ασφαλέστερο από τις παλαιότερες μορφές γενετικής επεξεργασίας.
Ωστόσο, η Μαίρη Χέρμπερτ από το Πανεπιστήμιο Monash στη Μελβούρνη της Αυστραλίας, η οποία ήταν μέλος της ομάδας της Νιάκαν, τονίζει ότι απέχουμε ακόμη πολύ από το σημείο όπου η τεχνική επεξεργασίας βάσεων CRISPR θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία παιδιών με γενετική τροποποίηση, για παράδειγμα, με σκοπό την πρόληψη κληρονομικών παθήσεων. Το σημαντικότερο πρόβλημα παραμένει ο λεγόμενος «μωσαϊκισμός», δηλαδή η ατελής επεξεργασία όλων των κυττάρων του εμβρύου. Σε πολλές περιπτώσεις, μόνο ένα μέρος των κυττάρων τροποποιείται επιτυχώς, γεγονός που σημαίνει ότι ένα παιδί θα μπορούσε να εξακολουθήσει να φέρει τη γενετική πάθηση που επιχειρήθηκε να διορθωθεί.
Οι ερευνητές συμφωνούν ότι η χρήση της τεχνολογίας για τη δημιουργία γενετικά τροποποιημένων παιδιών θα ήταν σήμερα ανήθικη και επιστημονικά πρόωρη. Παράλληλα, υποστηρίζουν την ανάγκη για περισσότερη βασική έρευνα και δημόσιο διάλογο, ώστε να κατανοηθούν καλύτερα οι δυνατότητες, οι περιορισμοί και οι ηθικές προεκτάσεις της γενετικής επεξεργασίας ανθρώπινων εμβρύων.
Με πληροφορίες από: Νewscientist, Νature
