Författare: genterapi

Genterapi mot brist på alfa-1-antitrypsin

En grupp forskare har gjort framsteg inom genterapi för alfa-1-antitrypsinbrist visar en studie publicerad i Nature.
Alfa-1-antitrypsinbrist är en ärftlig sjukdom där det produceras otillräckliga mängder av skyddsproteinet alfa-1-antitrypsin, vilket leder till risk för sjukdomar som levercirros och emfysem. Forskare i Lund upptäckte sjukdomen på 1960-talet och det finns många olika mutationer i genen som kodar för proteinet.

I den aktuella studien använde forskarna inducerade pluripotenta stamceller (iPS-celler) som erhölls från hudbiopsier av patienter med alfa-1-antitrypsinbrist. Med hjälp av en modifierad molekyl som kallas zinkfingernukleas lyckades de klippa genen vid mutationsplatsen och ersätta den med en fungerande bit DNA som kallas piggyBac. Detta genomfördes på båda kromosomerna. Patienter med alfa-1-antitrypsinbrist är homozygota för den skadade genen. Efter ingreppet hade cirka 11 procent av stamcellerna den normala DNA-sekvensen på båda kromosomer.

Forskarna lyckades sedan omvandla de reparerade stamcellerna till celler som liknar leverceller. De omvandlade cellerna har hepatocytliknande egenskaper, såsom förmågan att lagra glykogen, producera albumin och ha cytokrom P450-aktivitet. Forskarna transplanterade sedan dessa hepatocytliknande celler till möss med alfa-1-antitrypsinbrist. Det visade sig att cellerna började producera alfa-1-antitrypsinproteinet efter några veckor.

Inducerade pluripotenta stamceller har en intressant potential eftersom de teoretiskt sett kan användas för att ersätta skadade celler eller modifieras för att ha egenskaper som bärarens egna celler saknar. En utmaning med metoden är att inducerade pluripotenta stamceller tenderar att mutera, så för att säkerställa att detta inte hade skett genomfördes en sekvensering av cellernas arvsmassa innan de återfördes till levern. Dessutom producerade endast ett fåtal transplanterade celler i mössens levrar faktiskt alfa-1-antitrypsin.

Även om den aktuella studien bara presenterar mycket preliminära resultat och dessutom har utförts på möss, är den principiellt intressant eftersom den visar att autolog stamcellsbaserad genterapi verkar kunna fungera.

Genterapi mot Cystisk fibros

I en studie publicerad i tidskriften Lancet Respiratory Medicine har man rapporterat att genterapi mot cystisk fibros gett en viss förbättring av lungfunktionen jämfört med placebo.

Cystisk fibros är en sjukdom som orsakas av en defekt i genen CFTR, och sedan genen klonades 1989 har man tittat på möjligheten till genterapi vid sjukdomen.

Tidigare försök med virala vektorer har inte varit framgångsrika. I den nuvarande fas IIb-studien har man utforskat den kliniska effekten av en icke-viral behandling, CFTR-liposomkomplexet pGM169/GL67A, som administrerades upprepade gånger via inhalation till luftvägarna.

Studien inkluderade 140 patienter som randomiserades till antingen placebo (saltlösning) eller aktiv behandling var 28:e dag under ett års tid. Det primära utfallet var den relativa procentuella förändringen i FEV1, vilket är ett mått på lungfunktionen som mäts genom spirometri. Patienterna var 12 år eller äldre och hade FEV1-värden på 50–90 procent, samt olika kombinationer av CFTR-mutationer.

Efter ett års uppföljning observerades en signifikant, men måttlig, effekt hos de patienter som fick aktiv behandling jämfört med placebogruppen (3,7 procent; 95 procents konfidensintervall 0,1–7,3). Effekten var också signifikant för de sekundära utfallsmåtten FVC (forcerad vitalkapacitet) och ”air trapping” enligt datortomografi, men inte för andra lungfunktionsmått, bildtekniker eller livskvalitet. Det fanns ingen skillnad i effekt beroende på kön, ålder eller typ av mutation. Däremot tydde resultaten på att patienter med allvarligare sjukdom hade en bättre respons på behandlingen.

Alla patienter upplevde biverkningar, och det fanns ingen signifikant skillnad mellan dem som fick aktiv behandling och dem som fick placebo. Sex allvarliga biverkningar rapporterades hos patienter som fick pGM169/GL67A, men ingen av dem kunde kopplas till behandlingen.

Även om resultaten är uppmuntrande betonar författarna att effekten är blygsam och snarare stabiliserar än förbättrar FEV1-värdet. Det finns också en möjlighet att DNA-liposomkomplexet i sig hade en viss effekt, eftersom placebogruppen inte fick en liknande behandling utan verkan. Dessutom var resultaten heterogena, med vissa patienter som svarade väl på behandlingen medan andra inte svarade alls. Författarna föreslår att en större studie genomförs där patienterna delas in i olika grupper för att undersöka mekanismen bakom skillnaderna i behandlingssvar. Man konstaterade att behandlingens effektivitet måste stärkas och att en mer långsiktig effekt måste visas innan genterapi kan bli lämplig för klinisk användning.

Genterapi mot spinal muskelatrofi

Den  allvarligaste varianten av den ärftliga neuro-muskelära sjukdomen spinal muskelatrofi 1, SMA1 drabbar barnen före 1.5 års ålder kan nu botas med genterapi om barnen får tidig behandling (innan de väger 13.5 kilo)

Det man gör är att föra in en extra stödjande gen i kroppen.  

Behandlingen sker med Zolgensma som ges vid ett enda tillfälle och är ett av de dyraste läkemedlen i världen.

Läkemedlet ges som ett dropp till barnet på vårdavdelningen och måste göras i ordning under samma dag. 

Zolgensma bygger på ett virus som har manipulerats och som fungerar som en bärare av en frisk variant av den gen som är defekt vid spinal muskelatrofi.

Spinala muskelatrofier (SMA) är en grupp ärftliga och ovanliga sjukdomar där de motoriska nervcellerna i ryggmärgen, mellanhjärnan och förlängda märgen förtvinar och dör. De dör av brist på ett protein som normalt uttrycks av dessa celler, när det finns en frisk gen.
Motoriska nervceller återbildas inte. Man har de man föds med, och får inte fler under sin livstid. 

Varje år insjuknar 4-8 barn per 100 000 nyfödda i den svåraste och mest förekommande formen av spinal muskelatrofi; SMA typ 1. Det gör SMA typ 1 till den vanligaste orsaken till att barn dör av sjukdom i tidig ålder i Sverige.

Föräldrarna brukar upptäcka sjukdomen när barnet är i ganska ungt, ofta innan sex månaders ålder. Barnet blir slappt i kroppen, rör sig mindre än förväntat och klarar inte att hålla upp huvudet. Med tiden brukar de också få svårare att äta och småningom även att andas.

Genterapin med Zolgensma kan få de motoriska nervcellerna att uttrycka det protein som de behöver. Nästan alla barn som har behandlats i forskningsstudier med genterapin har överlevt och de som först fick Zolgensma har nu nått åtta års ålder. 

En tanke är att diagnosen SMA ska inkluderas i nyföddhetsscreening eftersom det är viktigt att sätta in behandlingen så tidigt som möjligt.  Genterapin kan enbart bromsa sjukdomen för att den inte ska göra mer skada.

Tre barn har behandlats

Efter läkemedlets godkännande i Sverige, i mars 2022, har tre barn behandlats på Karolinska Universitetssjukhuset. Det här den allra första behandling då genterapi används i kliniskt bruk i Sverige, det vill säga i sjukvård, utan att det handlar om en forskningsstudie. 

RNA mot växtangrepp

Genombrottet för läkemedel baserade på budbärarmolekylen RNA kom i samband med vaccin mot covid-19. Men RNA kan också användas för att skydda växter mot skadeangrepp.

Det har t.ex. gjorts försök att använda RNA som skydd mot potatisbladmögel (Phytophtora infestans) på potatisar istället för kemikalier. Genom att duscha växterna med en vätska innehållandes små bitar av RNA (ribonukleinsyra) kan detta sätta stopp för ett potatisbladmögelangrepp genom att RNA:t slår ut gener som behövs för att möglet ska spridas. När mögelsporerna får i sig RNA:t slutar de att producera livsviktiga proteiner och dör.

Tekniken bygger på RNA som ingår i s.k. RNA-interferens. RNA-interferens bygger på korta bitar av RNA som kan stänga av specifika gener genom att RNA strängarna binder till m-RNA som då inte kan vidarebefodra den genetiska informationen till cellen proteinfabrik och tillverkningen av ett visst protein stoppas. Utmaningen kan vara att avgöra vilka geners budskap som ska hämmas.

Ofta finns det flera vägar att gå och om effekten avtar kan man använda RNA riktat mot en annan gen hos skadeorganismen.

En utmaning med denna externa RNA behandling är stabiliteten. RNA är känsligt och bryts ner av bl.a. enzymer och solljus.

För att öka stabiliteten kan man blanda RNA med pyttesmå lerpartiklar eller kapsla in det i små fettpartiklar.

Försök med RNA har också gjorts mot potatisens andra fiende coloradoskalbaggen och mot Botrytis cinerea som gör att frukt och bär som t.ex. jordgubbar möglar.

Man har också inlett försök med RNA mot svampangrepp av svampen Fusarium graminearum på vete och råg och varoakvalster som angriper tambin.

Försök med genförändrade myggor

Redan år 2015 kunde forskare i USA med hjälp av genmodifieringstekniken CRISPR-Cas9 få fram myggor som är resistenta mot malariaparasiter.

Forskarna lyckades få fram resistenta gener som nedärvs till 99,5 procent av avkomman och som inte sprider malaria till människor.

Tanken är att de genmanipulerade myggorna ska kunna fortplanta sig med ”vilda” myggor för att skapa en stam som inte sprider malaria.

Dock kommer strategin inte ensam att kan utrota malaria men vara en del av lösningen i kombination med behandling vaccin och förbyggande mediciner, samt myggnät och besprutning av kläckningsområden

Miljoner genförändrade myggor har spridits i ett pilotförsök i Florida. Målet är att bekämpa sjukdomar, men en svensk myggexpert tror på begränsad framgång.

Det senaste året har lådor med myggägg satts ut i Florida Keys, en samling öar i södra Florida.

I ett annat försök med myggor av arten gulafebernmygga (Aedes aegypti) har man i ett pilotförsök i Florida spridit miljontals genförändrade myggor. Genförändringen gör att bara hannar överlever. Dessutom är de genförändrade så att bara deras söner överlever – honorna dör redan som larver.

Tekniken bygger på så kallade gendrivare, en metod för att sprida en viss gen i en population. Här är syftet att hejda sjukdomar, främst denguefeber, som överförs av de blodsugande honorna.

Det brittiska företaget Oxitec, som utvecklat den genförändrade myggan, har studerat hur de genförändrade hanmyggorna parat sig med naturligt förekommande honor. Ägg från dessa honor har sedan samlats in och undersökts på labb.

Enligt företaget har mer än 22 000 ägg kläckts och undersökts. Alla honor i den nya generationen ska ha dött enligt plan, medan hanmyggorna förde genen vidare. Det tog sedan ungefär tre generationer, motsvarande knappt tre månader, för den lokala populationen att dö ut i brist på honmyggor.  

Nu planeras för nya, utökade försök i både Florida Keys och i Kalifornien. Det amerikanska naturvårdsverket har gett tillstånd som sträcker sig till våren 2024. Bland annat ska genförändrade hanmyggor spridas över större yta.

Gendrivare för mygg har tidigare testats bland annat i Brasilien, men i USA har tillståndsprocessen tagit lång tid. Oxitec ansökte redan 2010 om att få sprida sina genförändrade myggor.

Även här är det inte så att alla myggor försvinner och dör ut. Även om arten försvunnit från en begränsad yta så kommer den att återkoloniseras av vilda myggor, förklarar han. Men för begränsade populationer av vissa arter kan genetiska metoder fungera som ett komplement till andra åtgärder.

En av riskerna är att de genförändrade myggorna parar sig med andra arter.

I ett liknande försök i Brasilien med gulafebernmygga (Aedes aegypti). Använde man en blandning av brasilianska myggor med tillägg av gener från kubanska och mexikanska sorter.

Myggan hade försetts med vad det brittiska biotech-bolaget Oxitec kallar för en dödlig gen. Detta skulle göra att avkomman mellan den manipulerade insekten och inhemska myggarten blev mycket liten och så livsoduglig att den i sin tur inte skulle kunna fortplanta sig vidare.

Från 2013 och till 2015 släppte bolaget ut miljontals manipulerade hannar – i svärmar om 450 000 i veckan, under sammantaget 27 månader. Laboratorietester visade att 3 procent av honorna lyckades få avkomma trots den destruktiva genen, men man bekräftade att ättlingarna var så svaga att de inte lyckades reproducera sig.

Nu har en fristående forskargrupp granskat resultatet och konstaterar att metoden har minskat myggbeståndet lokalt med upp till 85 procent. Men forskarna gjorde också genetiska analyser på myggbeståndet sex-, tolv-, 27- och 30 månader efter utplanteringen. De kunde då bland annat se att vissa av generna från den manipulerade myggan hade överförts till den inhemska arten. En del av den lilla avkomman hade haft kraft att fortplanta sig.

Den nya populationen är alltså en hybrid mellan den lokala sorten och den inplanterade myggan. I dagsläget inte känner till några ökade hälsorisker för människor som hybriden skulle kunna medföra men resultatet skulle kunna bli en mycket mer stryktålig stam som eventuellt skulle kunna vara mer motståndskraftig mot insektsmedel, eller effektivare när det kommer till att överföra sjukdomar.

Källor:

Källa:

Valentino Gantz med flera. Highly efficient Cas9-mediated gene drive for population modification of the malaria vector mosquito Anopheles stephensi. PNAS, publicerad online 23 november 2015. Doi: 10.1073/pnas.1521077112

https://www.nature.com/articles/s41598-019-49660-6

Genmodifierad bomull ger ökad skörd och minskad användning av bekämpningsmedel

Den genmodifierade och insektsresistenta Bt-bomullen har funnits på den indiska marknaden sedan 2002 och majoriteten av all bomull som odlas i världen är s.k. Bt-bomull.

Bt-bomullen har visat sig ge bra skörd både i områden med konstbevattning och i de utan. Enligt en rapport från Indien 2013 har skörden där ökat från 400-500 kg/hektar till 800 -1000 kg/hektar i områden utan konstbevattning och från 1000-1200 kg/hektar till 2200-2400 kg/hektar i konstbevattnade områden. På nationell nivå har skörden ökat med i genomsnitt 40 procent under en tioårs-period.

Odling av Bt-bomull har även lett till en drastisk minskning av bekämpningsmedel mot bomullsmalen (Helicoverpa armigera). I Indien var minskningen mer än 80 procent mellan åren 2001 till 2011.

Även i USA har man sett minskad användning av bekämpningsmedel mot bomullsmalen och i studier har man sett att den biologiska mångfalden bevarats bättre där man använt bt-bomull.

Ett problem på sikt är dock utvecklandet av resistens hos bomullsmalen.

Bt-bomullen säljs i Indien tillsammans med konventionella bomullsfrön som är avsedda att användas som refugplanteringar. Detta för att fördröja utvecklingen av resistens i populationer av bomullsmalen. Cirka 90 procent av de tillfrågade lantbrukarna använder dock inte utsädet till refugplanteringar. Enligt lantbrukarna själva kastar de bort det konventionella utsädet eller säljer det för en billig penning. Endast några få procent av lantbrukarna planterar refuger, trots att det är ett krav enligt lagstiftningen.

Nobelpriset i kemi 2020 till Emmanuelle Charpentier och Jennifer Doudna för utvecklingen av gensaxen CRISPR-Cas9

Nobelpriset i kemi 2020 går till Emmanuelle Charpentier och Jennifer Doudna för utvecklingen av gensaxen CRISPR-Cas9. Med hjälp av gensaxen CRISPR-Cas9 kan man ändra arvsmassan i olika slags levande organismer med stor precision och inom loppet av några veckor.

Emanuelle Charpentier

Emmanuelle Charpentier är 51 år och född i Frankrike, men var verksam vid Umeå universitet när hon gjorde sin banbrytande upptäckt.

Upptäckten av gensaxen var oväntad. När Emmanuelle Charpentier studerade bakterien Streptococcus pyogenes, som orskar halsfluss, upptäckte hon en tidigare okänd molekyl, tracrRNA och kunde visa att tracrRNA är en del av bakteriers uråldriga immunförsvar, CRISPR-Cas, som oskadliggör virus genom att klippa sönder deras DNA.

Upptäckten publicerades 2011.

Jennifer Doudna

Senare under 2011 inledde Charpentier ett samarbete med biokemisten Jennifer Doudna. Jennifer Doudna är 56 år gammal och ursprungligen från Washington, D.C, i USA.

Tillsammans lyckades Doudna och Charpentier under 2012 att få gensaxen från bakteriens immunförsvar att fungera i ett provrör.

Sedan dess har användningen av gensaxen CRISPR-Cas9 fullkomligt exploderat, och forskare över hela världen har tagit forskningen vidare.

Den har bidragit till mängder av viktiga grundvetenskapliga upptäckter och växtforskare har kunnat framställa grödor som motstår mögel, skadedjur och torka. Inom medicinen pågår många kliniska prövningar av nya terapier mot cancer och gensaxen skulle kunna göra det möjligt att bota svåra genetiska sjukdomar i framtiden.

risker och Etisk problematik

Men det finns också stora risker med den nya tekniken och många etiska överväganden som behöver göras. Även om den traditionella forskarvärlden är överens om att gå försiktigt fram finns det med all säkerhet mindre nogräknade individer och stater som använder tekniken till modifieringar som inte skulle godkännas av det stora forskarkollektivet.

Återstår att se om upptäckten främst blir till nytta för mänskligheten eller om oönskade modifieringar som inte går att stoppa eller dra tillbaka kommer att göras.

Läs mer om Crispr cas 9

Genetisk modifiering skapar Kassava med hög resistens mot skadligt virus

Forskare har med hjälp av genetisk modifiering utvecklat en kassava-sort med hög resistens mot viruset Cassava Brown Streak Virus som är en allvarlig skadegörare och orsakar stora skördeförluster av Kassava i östra och centrala Afrika.
Den modifierade kassavan har testats i fältförsök i Uganda och Kenya och en ansökan om marknadsgodkännande lämnades in till Kenyas biosäkerhetsmyndighet sommaren 2020.

Kassava är en viktig gröda på den afrikanska kontinenten.

Källor
Public Participation for Cassava Project, National Biosafety Authority, Kenya.
VIRCA Plus: https://cassavaplus.org

Kinesisk forskare säger sig stå bakom världens första Crispr-cas9 redigerade bebisar


En forskare i Kina uppger sig vara den första som använt gensaxen
Cripsr-Cas9 för att redigera dna i embryostadiet hos tvillingparet. Men försöket har vare sig bekräftats eller granskats av utomstående experter.

Det är den kinesiske forskaren He Jiankui som uppger sig ha använt gensaxen Cripsr-Cas9 för att redigera ett tvillingpars dna i embryostadiet med syftet att göra tvillingflickorna resistenta mot hiv-virus.

Det han har gjort är att inaktivera en specifik gen, CCR5, som underlättar för hiv-virus att komma in i en cell. Baksidan med att inte ha en normalfungerande CCR5-gen är att man löper högre risk att få nilfeber eller dö av influensa.

Tvillingflickorna föddes i november 2018 och genredigering på det här sättet av humant DNA har setts som mycket problematisk av flertalet forskare och andra.


køb cialis
køb viagra

Forskarvärlden ser stora risker med att använda gensaxen på mänskliga könsceller eftersom förändringarna då kan gå i arv. I dag vet vi inte heller säkert hur andra gener påverkas av Crispr-tekniken. Tidigare studier har visat att det finns en så kallad off target-effekt. Det innebär att gensaxen kan klippa fel, eller påverka andra gener utöver de tänkta. Det är därför tekniken är så hårt reglerad på många håll i världen i dag.

Flera forskare har tittat närmare på det material som forskaren He Jiankui har lämnat till nyhetsbyrån AP. Deras bedömning är att det inte går att säga om gentekniken utifrån detta verkligen har fungerat som tänkt, men det finns tecken på att det inte har fungerat fullt ut. Man har inte heller kunnat säga säkert om metoden har gjort någon annan skada hos tvillingflickorna.