Teknologi mutakhir suatu hari nanti dapat mengubah pengobatan untuk sindrom Down, karena para peneliti telah berhasil menghapus kromosom tambahan dalam sel yang ditanam lab.
Down Disorder – yang terjadi ketika seseorang memiliki tiga salinan kromosom 21, bukan dua – mengubah perkembangan otak dan dapat menyebabkan kecacatan intelektual, kesulitan belajar dan tantangan kesehatan lainnya.
Ini mempengaruhi sekitar satu dari 700 kelahiran di AS, dengan sekitar 250 000 orang hidup dengan kondisi tersebut.
Para ilmuwan dari Universitas Mie di Jepang telah menggunakan CRISPR-CAS 9, alat pengeditan DNA yang sering digambarkan sebagai ‘gunting molekuler,’ untuk memotong kromosom excess dalam sel.
Sistem mereka mampu membedakan kromosom yang digandakan dari dua salinan orangtua asli, memastikan sel menyimpan satu dari masing -masing induk daripada dua versi yang identik.
Sel -sel yang dikoreksi itu mulai menunjukkan pola aktivitas gen yang lebih khas dan perilaku seluler, terutama di jalur yang terkait dengan perkembangan otak.
Sementara hasilnya adalah bukti konsep yang mencolok, para ahli menekankan bahwa penelitian ini masih jauh dari menjadi terapi.
“Menghapus kromosom tambahan dari satu sel telah dimungkinkan selama lebih dari satu dekade, dan CRISPR telah membuat proses lebih tepat,” kata Dr Roger Reeves dari Fakultas Kedokteran Universitas Johns Hopkins kepada The Daily Mail.
Teknik ini dapat mengidentifikasi kromosom mana yang digandakan, memastikan bahwa setelah penghapusan sel mempertahankan satu kromosom dari masing -masing induk daripada dua salinan yang identik
‘Tetapi tubuh manusia mengandung triliunan sel, masing -masing membawa kromosom ekstra, sehingga saat ini tidak ada cara realistis untuk menerapkan ini sebagai pengobatan. Sel-sel yang ditumbuhkan lab adalah alat penelitian yang kuat, tetapi mereka tidak mereplikasi kompleksitas penuh manusia yang sedang berkembang.’
Para ilmuwan telah lama berjuang untuk menunjukkan dengan tepat gen mana pada kromosom 21 yang bertanggung jawab atas sifat dan masalah kesehatan yang terlihat pada sindrom Down.
Salah satu tantangan utama adalah bahwa latar belakang genetik orang bervariasi, membuatnya lebih sulit untuk menemukan pola yang konsisten di antara individu.
Ini membuat sulit untuk mengidentifikasi ‘tanda tangan’ genetik yang jelas yang dapat ditargetkan secara langsung untuk terapi.
Meskipun tidak ada obat atau perawatan untuk gangguan ini, para ilmuwan Jepang percaya metode mereka dapat membuka jalan bagi intervensi.
Teknik ini diuji dalam dua jenis sel yang ditumbuhkan di laboratory: sel induk pluripoten yang diinduksi diprogram ulang dari jaringan dewasa, dan fibroblas kulit.
CRISPR-CAS 9 digunakan untuk memotong di beberapa situs di ekstra kromosom 21
Dengan menciptakan istirahat di beberapa tempat sekaligus, sel terpaksa menghilangkan kromosom yang rusak sepenuhnya.
Karena setiap sel dengan sindrom Down memiliki tiga salinan kromosom 21, para ilmuwan merancang sistem untuk membedakan antara salinan yang digandakan dan dua salinan orangtua asli, memastikan yang salah tidak dihapus.
Teknik ini diuji dalam dua jenis sel yang ditumbuhkan lab: sel induk berpotensi berputar yang diinduksi diprogram ulang dari jaringan dewasa, dan fibroblast kulit (stok)
Untuk meningkatkan kemungkinan keberhasilan, tim juga menekan sistem perbaikan DNA sel.
Biasanya, sel dengan cepat mencoba menambal DNA yang rusak. Tetapi dalam hal ini, mematikan kemampuan perbaikan itu membuatnya lebih mungkin seluruh kromosom ekstra akan hilang daripada diperbaiki.
Setelah mengedit, hanya sebagian kecil dari jutaan sel yang diuji kehilangan kromosom ekstra.
Reeves mengatakan bahwa skala tantangan sangat besar.
“Secara teoritis, lebih dari 800 juta sel perlu memiliki kromosom ekstra 21 dihapus untuk menciptakan orang yang” khas “,” katanya.
‘Saat ini tidak ada cara untuk menargetkan setiap sel, dan sebagian besar akan mati dalam prosesnya. Itu membuat pendekatan ini tidak mungkin diterapkan pada bayi yang hidup.’
Sebagian besar penelitian sindrom Down berfokus pada mengelola gejala atau mengobati kondisi kesehatan yang terkait daripada memperbaiki penyebab genetik.
Misalnya, operasi janin kadang -kadang dapat memperbaiki cacat jantung sebelum lahir, dan terapi pascanatal sering kali menargetkan kesulitan belajar atau komplikasi medis lainnya.
Sebaliknya, secara langsung menghilangkan kromosom ekstra menangani akar gangguan, tetapi dilengkapi dengan tantangan teknis dan etika yang membuatnya jauh lebih kompleks.
Tim Jepang mengakui keterbatasan, mencatat bahwa memberikan suntingan CRISPR ke sel-sel yang tepat di dalam tubuh, menghindari kerusakan DNA yang tidak ditargetkan dan memastikan keamanan dalam embrio atau orang yang masih hidup adalah rintangan utama yang masih harus diselesaikan.
Bahkan jika sains maju, ada hambatan etis untuk menggunakan alat pengeditan gen seperti CRISPR pada embrio manusia.
Metode ini kontroversial dan saat ini dilarang di sebagian besar negara, sebagian karena kekhawatiran tentang konsekuensi yang tidak diinginkan dan potensi ‘bayi perancang’.
Meski begitu, para peneliti mengatakan pekerjaan itu merupakan tonggak penting, menunjukkan bahwa CRISPR dapat secara bersih menghilangkan seluruh kromosom, yang membuka pintu baru untuk mempelajari sindrom Down di tingkat seluler dan suatu hari nanti dapat memandu terapi di masa depan.
