CRISPR-Cas -menetelmän kliiniset geeniterapeuttiset sovellukset - Hakkarainen, Aleksi (My University, 2024)
CRISPR-Cas-teknologia on mullistanut geeniterapian tarjoamalla tarkan ja joustavan työkalun geneettisten sairauksien hoitoon. Menetelmä pohjautuu bakteerien adaptiiviseen immuunipuolustukseen, jossa Cas-proteiinit ja CRISPR-sekvenssit toimivat yhdessä tunnistaen ja tuhoten vieraita geneettisiä elementtejä. Tästä mekanismista kehitetty CRISPR-Cas-menetelmä on osoittautunut tehokkaaksi monissa geeniterapian sovelluksissa. Cas-nukleaasin ja siihen liitetyn sgRNA:n (single guide RNA) avulla menetelmä voi kohdistaa DNA:n katkaisun tarkasti haluttuun sekvenssiin, minkä jälkeen solun DNA-korjausmekanismien avulla on mahdollista poistaa tai lisätä geenejä. CRISPR-Cas-menetelmän avulla on myös mahdollista korvata virheellisesti toimiva geeni toisella geenillä. CRISPR-Cas-geenimuokkauksella on saavutettu merkittäviä tuloksia erityisesti hemoglobinopatioiden, kuten sirppisoluanemian ja beetatalassemian hoidossa. Näissä sairauksissa CRISPR-Cas-menetelmää hyödynnetään hematopoieettisiin kantasoluihin muokkaukseen niin, että ne alkavat tuottaa fetaalihemoglobiinia, mikä kompensoi viallisten geenien aiheuttamaa ongelmaa. Vuonna 2023 näihin sairauksiin hyväksyttiin ensimmäinen CRISPR-Cas-pohjainen lääkehoito (Casgevy) Iso-Britanniassa ja Yhdysvalloissa. Vaikka CRISPR-Cas on osoittautunut tehokkaaksi tietyissä kliinisissä sovelluksissa, sen laajamittainen kliininen käyttö kohtaa vielä teknisiä haasteita. Yksi merkittävimmistä ongelmista on off-target-muutokset eli kohdesekvenssien ulkopuolella tapahtuvat muokkaukset, jotka voivat johtaa haitallisiin sivuvaikutuksiin, kuten syövän kehittymiseen. Lisäksi CRISPR-Cas-menetelmän tarkkuutta ja tehokkuutta haittaavat toimitusmenetelmien rajoitteet. Virusvektorit, kuten adeno-assosioituneet virukset (AAV), ovat yleisesti käytettyjä, mutta niiden kantokyky on rajallinen ja ne voivat aiheuttaa immuunivasteita. Synteettisten vektorien, kuten lipidinanopartikkelien, tutkimus tarjoaa lupaavia vaihtoehtoja, mutta niiden tehokkuus ei ole vielä riittävällä tasolla. CRISPR-Cas-menetelmä tarjoaa merkittäviä mahdollisuuksia geeniterapian alalla ja kliiniset kokeet osoittavat sen potentiaalin geneettisten sairauksien hoidossa. Kuitenkin menetelmän terapeuttisen tehokkuuden optimoimiseksi on ratkaistava useita teknisiä haasteita, kuten kuljetusmenetelmien parantaminen, off-target-muutosten minimointi ja eri solutyyppien muokkaamisen tehostaminen. Jatkuva tutkimus ja menetelmien kehittäminen ovat avainasemassa CRISPR-Cas-teknologian tulevassa menestyksessä kliinisessä käytössä.