חוקרים באוניברסיטת תל אביב מתריעים: טיפול בשיטת CRISPR עלול לגרום נזק לגנום
לדברי החוקרים, "לעתים כרומוזומים שנחתכו בהליך אינם מצליחים להשתקם ויציבות הגנום מתערערת – דבר שעלול בטווח הארוך אפילו לגרום לסרטן."
לדברי החוקרים, "לעתים כרומוזומים שנחתכו בהליך אינם מצליחים להשתקם ויציבות הגנום מתערערת – דבר שעלול בטווח הארוך אפילו לגרום לסרטן."
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מצביע על סיכונים בשימוש בטכנולוגיית CRISPR. מדובר בשיטה חדשנית לחיתוך ולעריכת DNA, שזיכתה את ממציאותיה בפרס נובל, וכבר מהווה בסיס לטיפול מתקדם במגוון מחלות, בהן סרטן, מחלות כבד ומעיים, ותסמונות גנטיות. החוקרים בחנו את השפעת השיטה על תאי T – תאי דם לבנים של המערכת החיסונית, ומצאו כי באחוז משמעותי של התאים נגרם אובדן של חומר גנטי, והגנום מאבד מיציבותו – מצב שעלול לגרום לסרטן.
המחקר בוצע על ידי צוות חוקרים באוניברסיטת תל אביב, בהובלת ד"ר עדי ברזל מבית הספר לנוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה בפקולטה למדעי החיים וממכון דותן לתרפיות מתקדמות בשיתוף בית החולים ע"ש סוראסקי (איכילוב) וכן בהובלת ד"ר אסף מדי וד"ר אורי בן-דוד מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Nature Biotechnology.
מחיר העריכה
החוקרים מסבירים ש-CRISPR היא טכנולוגיה חדשנית לעריכת DNA - כלומר חיתוך הרצף בנקודה מסוימת לשם הרס מקטעים לא רצויים או לחלופין לשם תיקון או הוספת מקטעים רצויים. הטכנולוגיה, שפותחה לפני כעשור, כבר הוכיחה יעילות מרשימה לטיפול במגוון מחלות כגון סרטן, מחלות כבד, תסמונות גנטיות ועוד.
הניסוי הראשון שנעזר בטכנולוגיית CRISPR לטיפול בבני אדם בוצע בשנת 2020 כאשר חוקרים באוניברסיטת פנסילבניה שבארה"ב יישמו אותה על תאי T – תאי דם לבנים השייכים למערכת החיסון. החוקרים לקחו תאי T מתורם, הינדסו אותם כך שיבטאו קולטן המזהה תאי סרטן, ובמקביל, באמצעות CRISPR, הרסו גנים שמקודדים לקולטן המקורי - שעלול לגרום לתאי ה-T לתקוף את תאי גופו של הנתרם.
במחקר הנוכחי החוקרים ביקשו לבחון האם לצד התועלת המסתמנת עלול להיות גם סיכון נלווה לחיתוך הגנום, וזאת תחת ההנחה שתיקון לא תמיד מתרחש, וכאשר הוא מתרחש הוא איננו תמיד מושלם.
ד"ר בן-דוד ועוזר המחקר שלו אלי ראובני מסבירים: "הגנום בתאים של כל אחד מאיתנו נשבר לא פעם באופן טבעי, ובדרך כלל יודע לתקן את עצמו. עם זאת, קורה לעתים שכרומוזום מסוים אינו מצליח להשתקם, וחלקים גדולים ממנו, או אפילו הכרומוזום כולו, הולכים לאיבוד. שינויים כרומוזומליים כאלו עלולים לערער את יציבות הגנום – ואנחנו רואים את התופעה הזו לעתים קרובות בתאי סרטן. במקרה של שימוש בטכנולוגיית CRISPR המשמעות היא שהליך שנועד לטפל בסרטן עלול, בתרחיש קיצון, לגרום בעצמו ליצירת גידול סרטני."
כדי לבחון את מידת הנזק שגורמת הטכנולוגיה, חזרו החוקרים על הפעולות שבוצעו בניסוי בפנסילבניה - וחתכו את הגנום של תאי T בדיוק באותו מקום ובאותו אופן – בכרומוזומים שמספרם 2, 7, ו-14 (מבין 23 זוגות הכרומוזומים שמרכיבים את הגנום האנושי). אחר כך הם ביצעו אנליזה נפרדת לכל תא, בהליך המכונה ריצוף RNA ברמת התא הבודד, ומדדו את רמת הביטוי של כל כרומוזום בכל אחד מהתאים.
אובדן משמעותי של חומר גנטי
בחלק מהתאים זוהה בדרך זו אובדן משמעותי של חומר גנטי. כך לדוגמה, לאחר שבוצע חיתוך CRISPR בכרומוזום 14, נמצא שהוא כמעט אינו מתבטא בכ-5% מהתאים. כאשר נחתכו כל שלושת הכרומוזומים במקביל, גדל שיעור הנזק: כ-9% מהתאים לא שיקמו את הפגיעה בכרומוזום 14, ב-10% לא תוקנה הפגיעה בכרומוזום 7, וב-3% לא תוקן השבר בכרומוזום 2. עם זאת, היקף הפגיעה בכל אחד מהכרומוזומים היה שונה.
ד"ר מדי והסטודנטית שלו אלה גולדשמידט מסבירים: "ריצוף RNA ברמת התא הבודד והאנליזה החישובית אפשרו את הזיהוי המדויק הזה, והסיבה לשוני היא מיקום החיתוך על פני הכרומוזום. בסך הכול העלה המחקר שיותר מ-9% מתאי ה-T שעברו עריכה גנטית באמצעות טכנולוגיית CRISPR איבדו בעקבות זאת כמות משמעותית של חומר גנטי. המשמעות עלולה להיות אובדן היציבות הגנומית, תופעה שעלולה לגרום לסרטן".
בעקבות ממצאיהם ממליצים החוקרים לגלות זהירות בשימוש בטכנולוגיית CRISPR לפיתוח טיפולים, ואף מציעים שיטות חלופיות, מסוכנות פחות, להליכים רפואיים ספציפיים. כמו כן הם ממליצים למקד מאמץ מחקרי בפיתוח פתרונות בשני כיוונים חלופיים: איתור סמנים על התאים הפגועים, על מנת להרחיק אותם מהחומר המוזרק לחולה; או פיתוח שיטות שיבטיחו מראש ייצור של פחות תאים פגועים.
מסכמים ד"ר ברזל והדוקטורנט שלו אלסיו נחמד: "במחקר זה ביקשנו להאיר בעיות וסיכונים אפשריים בשימוש בטכנולוגיית CRISPR. וזאת על אף שאנו מודעים היטב ליתרונותיה, ובמחקרים אחרים אנו אף מפתחים טיפולים המסתמכים עליה. כך לדוגמה פיתחנו רק לפני זמן קצר שיטה מבטיחה לטיפול באיידס המסתמכת על CRISPR, ואנחנו אף הקמנו חברות – שאחת מהן משתמשת ב-CRISPR, בעוד השנייה נמנעת מהשימוש בטכנולוגיה זו. כלומר, מצד אחד אנחנו מקדמים את הטכנולוגיה, ומצד שני מתריעים מפני סכנותיה. לכאורה יש בכך סתירה, אך אנחנו כמדענים גאים בכך. זוהי מהותו של המדע: אנחנו לא 'בוחרים צד'. אנחנו לוקחים סוגיה ובוחנים אותה מכל צדדיה, החיוביים והשליליים, ומחפשים תשובות."
