Jacob Giehm Mikkelsen fortæller, at det for nogle sygdomme vil være mest relevant at reparere på stamcellerne, fordi de bliver ved med at dele sig og danner dermed udgangspunktet for milliarder af nye celler. Kan man rette op på generne i stamceller, behøver man ikke gøre det i alle dattercellerne.

Et oplagt eksempel på brugen af CRISPR til behandling af sygdom er indenfor behandling af blodsygdomme som seglcelleanæmi eller immunsygdomme, der giver nedsat forsvar mod virus- og bakterieinfektioner. Her skal man forestille sig, at læger høster stamceller fra patienternes blod, reparerer defekten i stamcellernes arvemateriale med den ovennævnte metode og derefter sprøjter dem ind i patienten igen.

Da skaden er udbedret i stamcellerne, vil de reparerede stamceller efterfølgende dele sig og producere store mængder af raske celler. Alt sammen lyder måske meget simpelt, men der eksisterer nogle komplicerende trin i processen, som gør det lidt sværere, end det umiddelbart kan virke.

Først og fremmest skal CAS9, guide-RNA’et og donor-DNA’et ind i cellerne, og det er ikke sådan lige til. Forskere har dog udviklet en metode, hvor de giver cellerne “elektrochok”, hvilket får dem til at åbne sig, så de genetiske værktøjer kan komme ind i først væsken (cytoplasmaet) inde i cellerne og derefter helt ind i cellekernen, hvor de skal udføre deres arbejde.

Faktisk benytter forskerne elektrochok til at få CAS9 og guide-RNA’et ind i cellerne, mens donor-DNA’et bliver leveret af en såkaldt adeno-associeret virus, som med en kirurgs præcision leverer DNA-stumpen lige der, hvor den skal bruges.

»Den teknik er vi blevet supergode til at udføre. Har vi 100.000 celler med 200.000 gener, som vi gerne vil reparere, kan vi med denne fremgangsmåde få næsten dem alle sammen repareret. Problemet er dog, at vi er nødt til at få cellerne ud af kroppen for at kunne gøre det. Vi kan ikke give for eksempel leveren elektrochok for at behandle en genetisk leversygdom med CRISPR,« forklarer Jacob Giehm Mikkelsen.

Jacob Giehm Mikkelsen og hans forskergruppe arbejder selv meget med at udvikle en behandling til personer med immunsygdommen GATA2-defekt, hvor den genetiske defekt gør, at kroppens immunceller ikke udvikles ordentligt. Personer med GATA2-defekt er i konstant risiko for at blive smittet med virus og bakterier og blive alvorligt syge af det, da de ikke har et godt værn mod dem.

»Indenfor hver sygdom gælder det om at lave nogle protokoller til at lave de genetiske ændringer, der kan eliminere sygdommen. Først skal tingene undersøges på celler, derefter i dyremodeller og til sidst i mennesker. I dag er nogle protokoller allerede fremme ved forsøg på mennesker, så vi er lige ved at være der, hvor de første behandlinger på baggrund af CRISPR-teknologien kan afprøves i kliniske forsøg,« siger Jacob Giehm Mikkelsen.

Problemet med mange af de protokoller, som er langt fremme i forskningen i dag, er, at de kræver, at celler trækkes ud af kroppen og behandles i en dyrkningsflaske i laboratoriet. Det gør for det første behandlingen meget dyr, og det begrænser også antallet af sygdomme, som potentielt set kan udbedres med CRISPR.

Forskerne inden for området arbejder derfor intenst på at udvikle protokoller, hvor hele reparationsarbejdet kan flyttes ind i kroppen og ind i cellerne, der hvor de findes. Det kan være i musklerne, i hjernen eller i andre organer.

Jacob Giehm Mikkelsen fortæller, at der i øjeblikket er ekstremt stort fokus på dette næste udviklingstrin, og at der kastes enorme summer efter at få det til at kunne lade sig gøre.

Det første problem er, at uanset hvordan man vender og drejer det, skal man som udgangspunkt stadig have CAS9, guide-RNA og donorsekvens ind i cellerne, men uden at benytte sig af elektrochok.

Her ser det dog umiddelbart ud til, at naturen igen kommer med en håndsrækning. En mulig løsning er nemlig at anvende et virus, for eksempel adeno-associeret virus, til at levere den genetiske kode for CAS9 og guide-RNA ind i cellerne. Det kan den også gøre med donorsekvensen. Derved vil det få cellerne til selv at producere de værktøjer, som skal til for at reparere en genetisk defekt.

Løsningen er dog ikke uden problemer. »Det vil efterlade den genetiske kode til at producere CAS9 og guide-RNA inden i cellerne, og der vil de også være, efter de har udført deres arbejde. Man kan være nervøs for, at hvis vi efterlader de genetiske sakse inde i cellerne i flere måneder, at de vil begynde at klippe i alt muligt andet, som de ikke skal klippe i. Derfor er brugen af adeno-associeret virus og den genetiske kode for CAS9 og guide-RNA ikke drømmescenariet.

Vi har behov for en løsning, hvor komponenterne til at reparere den genetiske defekt bliver leveret som et lægemiddel, der har en effekt for derefter at forsvinde ud af kroppen igen,« fortæller Jacob Giehm Mikkelsen.

Også inden for andre områder bliver der forsket i at lave forbedringer af mulighederne for at bruge CRISPR til at udbedre genetiske fejl i arvemassen.

En gruppe amerikanske forskere har blandt andet udviklet en metode, så de ikke har brug for donor-DNA til at udbedre skaden. Derved skal forskerne kun bruge CAS9 og guide-RNA.

Teknologien hedder “prime editing” og består af CAS9, guide-RNA og så proteinet revers transkriptase, som kan oversætte RNA til DNA. Revers transkriptase har forskerne fusioneret til CAS9, og når CAS9 binder til det rette gen, er revers transkriptase i stand til ud fra en medfølgende stump RNA at lave den DNA-bid, der skal erstatte det sted, som CAS9 klipper ud af genet.

Det lyder kompliceret, og det er det også, men når det virker, virker det super effektivt. Det har forskerne fra Aarhus Universitet også set, og de forsøger at udvikle teknologien til at bruge den på patienter med GATA2-defekt, der er en dominant nedarvet defekt i immunsystemet.

»Prime editing virker meget lovende i forhold til at kunne udvikle CRISPR-teknologien til at være et decideret lægemiddel. Derudover kræver prime editing ikke, at man skærer begge DNA-strenge over, men kun den ene. Det minimerer også risikoen for dobbelte brud på DNA’et, hvilket kommer med forøget risiko for mange andre ting. Når vi taler om at bruge prime editing til at kurere genetiske sygdomme, er vi helt ude ved fronten af den teknologiske udvikling, men det er den vej, som tingene går inden for udvikling af nye behandlinger til sygdomme, som vi ikke kan gøre noget ved i dag,« fortæller Jacob Giehm Mikkelsen. ♦