Τεχνολογία CRISPR: Η τροποποίηση του γενετικού υλικού μπορεί να ανακουφίσει χρόνιους πόνους

Η τροποποίηση του γενετικού υλικού είναι ένας πολλά υποσχόμενος και μη κληρονομήσιμος τρόπος να αντιμετωπιστεί μια μεγάλη ποικιλία παθολογικών καταστάσεων, που περιλαμβάνει μεταξύ άλλων γενετικές ασθένειες και την COVID-19. Θα μπορούσε όμως η τεχνολογία CRISPR, δηλαδή η εισαγωγή ενός επιθυμητού γονιδίου στη θέση ενός ανεπιθύμητου, να συμβάλει στην ανακούφιση από τον μακροχρόνιο πόνο χωρίς τον κίνδυνο του εθισμού που ενέχουν τα οπιοειδή φάρμακα;

Γιατί κάποιοι άνθρωποι δεν αισθάνονται πόνο;

Σε έρευνα που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science Translational Medicine, επιστήμονες απέδειξαν μετά από πειράματα σε ποντίκια ότι μια παραλλαγή της τεχνολογίας CRISPR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την “απενεργοποίηση” ενός γονιδίου στους νευρώνες ώστε να εμποδίσει την διαβίβαση των σημάτων του πόνου. Παρόλο που απαιτείται ακόμη πολλή έρευνα και η προσέγγιση αυτή δεν θα εφαρμοστεί σε ανθρώπους σύντομα, η στρατηγική αυτή της CRISPR θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για έναν πρωτοποριακό τρόπο διαχείρισης του χρόνιου πόνου.

Τα εύσημα για την πρωτότυπη αυτή προσέγγιση ανήκουν στην Ana Moreno, η οποία στα πλαίσια του διδακτορικού της συνεργάστηκε με τον Prashant Mali. Ο Mali είχε ήδη μελετήσει ένα μεγάλο εύρος θεραπειών που είχαν ως βάση τις εφαρμογές της γενετικής μηχανικής σε γονίδια και κύτταρα. Η Moreno, μελετώντας τη δουλειά του, εντόπισε μια μετάλλαξη σε ένα γονίδιο που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη η οποία σχετίζεται με την αύξηση του πόνου στους νευρώνες των σπονδύλων, την NaV1.7. Παιδιά που γεννιούνται με μετάλλαξη που εμποδίζει τη λειτουργία του συγκεκριμένου γονιδίου πάσχουν από μια σπάνια ασθένεια που ονομάζεται συγγενής αναισθησία στον πόνο (CIP), δηλαδή δεν αισθάνονται και δεν ανταποκρίνονται στον πόνο. Παρόλο που τα παιδιά αυτά λόγω της αναλγησίας συχνά αδυνατούν να εντοπίσουν σοβαρούς τραυματισμούς που φέρουν, δεν έχουν άλλες επιπτώσεις από την ασθένεια. Συνεπώς, θα ήταν πιθανό να αναπτυχθεί ένα νέο είδος θεραπείας που θα απενεργοποιεί εντελώς τη λειτουργία του γονιδίου ώστε να εμποδίσει τους ανθρώπους να αισθάνονται χρόνιο πόνο;

Πώς λειτουργεί η τεχνολογία CRISPR;

H Moreno είχε εργαστεί πάνω στην καταστολή και απενεργοποίηση γονιδίων εφαρμόζοντας μια εκδοχή της τεχνολογίας CRISPR που καλείται Cas9. Το ένζυμο Cas9 λειτουργεί σαν ένα μοριακό ψαλίδι όσον αφορά την επεξεργασία του DNA, δηλαδή “κόβει” την αλυσίδα του DNA στο επιθυμητό σημείο με τη βοήθεια ενός οδηγού RNA μορίου. Ωστόσο, η τεχνολογία CRISPR/Cas9 δεν έχει τη δυνατότητα να “κόβει” το DNA, απλώς προσκολλάται στο γονίδιο-στόχο και εμποδίζει την έκφρασή του. Ένα άλλο πλεονέκτημα της τεχνολογίας CRISPR είναι ότι δεν προκαλεί μόνιμες αλλαγές στο DNA, καθώς η όποια θεραπεία εφαρμοστεί μπορεί πάντα να αναστραφεί με ασφάλεια. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι εφαρμογές της τεχνολογίας CRISPR δεν είναι κληρονομήσιμες αφού πραγματοποιούνται σε σωματικά κύτταρα (π.χ. κύτταρα των οργάνων) και όχι σε γεννητικά κύτταρα (ωάρια και σπερματοζωάρια) κι έτσι δεν κληροδοτείται στους απογόνους.

Αφού βεβαιώθηκαν πως η τεχνική λειτουργούσε με επιτυχία σε κύτταρα, η Moreno και οι συνεργάτες της προχώρησαν σε έρευνες με ποντίκια σε εργαστηριακές συνθήκες. Στην πειραματική τους διαδικασία, εισήγαγαν φορείς που έφεραν τη θεραπεία CRISPR σε ποντίκια με διαφορετικούς τύπους χρόνιου πόνου, όπως πόνο που προκαλείται από χημειοθεραπεία ή από φλεγμονή. Η ερευνητική ομάδα, μετά από τρεις μήνες θεραπείας, διαπίστωσε πως τα ποντίκια αισθάνθηκαν ανακούφιση από τον πόνο, ανθεκτική στο χρόνο, χωρίς να εμφανίσουν ανεπιθύμητες παρενέργειες.

Παράλληλα, οι ερευνητές εξετάζουν μια διαφορετική προσέγγιση με τον ίδιο στόχο χρησιμοποιώντας διαφορετικά μοριακά εργαλεία, τις λεγόμενες νουκλεάσες δακτύλων ψευδαργύρου (ZFNs). Οι ZFN είναι ειδικές πρωτεΐνες που δεσμεύονται στο DNA και δημιουργούν ρήξεις στη δίκλωνη έλικα του DNA σε συγκεκριμένες θέσεις, επιτρέποντας έτσι την εισαγωγή ενός επιθυμητού τμήματος DNA. Σύμφωνα με τους ερευνητές, μια από αυτές τις προσεγγίσεις ίσως εφαρμοστεί μελλοντικά σε ανθρώπους που πάσχουν από χρόνιους πόνους, για τη μεταβίβαση του σήματος των οποίων χρησιμοποιείται η NaV1.7. Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται η διαβητική πολυνευροπάθεια, η ισχιαλγία και η οστεοαρθρίτιδα. Η προσέγγιση θα μπορούσε επιπλέον να εφαρμοστεί για την ανακούφιση του πόνου που προκαλούν οι χημειοθεραπείες ή γενικότερα ιατρικές παθήσεις. Η Moreno και ο Mali έχουν ιδρύσει από κοινού την εταιρεία Navega Therapeutics ώστε να εργαστούν πάνω στις απαραίτητες διαδικασίες προκειμένου η έρευνά τους να εφαρμοστεί σε κλινικές μελέτες πάνω σε ανθρώπους το συντομότερο.

Ο χρόνιος πόνος είναι ένα σημαντικό πρόβλημα της δημόσιας υγείας. Μπορεί τα οπιοειδή να ανακουφίζουν τον οξύ πόνο, όμως στην αντιμετώπιση μακροχρόνιου πόνου είναι περισσότερο καταστροφικά απ’ ό,τι ευεργετικά και ευθύνονται συχνά για θανάτους από υπερβολική δόση. Τα προβλήματα αυτά είναι αδύνατον να αντιμετωπιστούν χωρίς την ανάπτυξη νέων θεραπειών. Γι’ αυτό, η τεχνολογία της παρέμβασης στο γενετικό υλικό είναι μια ελπιδοφόρα μέθοδος που μελλοντικά θα προσφέρει αναλγησία απέναντι στον χρόνιο πόνο.