"Tokio 2020 bude poslední olympiádou, která nebude čelit genetickému dopingu" - slova, která znějí z úst Mezinárodního olympijského výboru. Jejich výroku nemůžeme dát jinak, než zcela za pravdu.

Umělá změna lidské DNA je zaslouženým fenoménem posledních let, jdoucím ruku v ruce s etickými otázkami. Z možných následků střihu genetických nůžek, známých jako CRISPR, však možná nemusíme mít takový strach, jaký v populaci panuje. Možnou "záchrannou brzdou" představují tzv. Anti-CRISPR proteiny, které při potenciální změně lidské DNA nabízejí vyšší bezpečnost a lékařskou kontrolu. Pojďme se blíže seznámit s jejich fungováním!

Stejně jako většina zásadních objevů začal i tento prakticky omylem. Když se v roce 2010 americký mikrobiolog Joe Bondy-Denomy z University of California pokoušel infikovat bakterie pomocí virů, předem věděl, že jsou díky CRISPRu, bakteriální imunitě, odsouzeni k jasné záhubě. Právě ten vědci dokázali rovněž využít jako nástroj pro editaci genů. Bondy-Denomy se nespletl - příchozí viry doslova rozsekal na kusy. K jeho překvapení se však některým vetřelcům podařilo zachránit.

Bondy-Denomy nechápal, co záhadné přežití virů způsobilo. Bylo jasné, že cosi bakteriální obranu odzbrojilo, a to něco bylo s nejvyšší pravděpodobností přineseno spolu s útočníky. Nakonec byla jeho intuice správná. Bondy-Denomy záhy zjistil, že produkty virů dokázaly CRISPR zcela vypnout, čímž učinily bakterie zranitelnými.

Společně se svými kolegy narazil na proteiny, známé jako Anti-CRISPR. Tyto proteiny fungují zcela stejně, jako když v oblíbené hře drtí kámen nůžky. Do dnešního dne bylo objeveno a popsáno více než 50 takových molekul, z nichž každá využívá vlastní specifické prostředky k zastavení CRISPRu. Vzhledem k nedávnému zkrocení bakteriální imunity ve služby editace DNA, nám dávají do rukou úžasný nástroj k udržení genové editace pod kontrolou.

Teorie je prostá - pokud zůstane editační molekula aktivní příliš dlouho, zvýší riziko nesmyslných a nežádoucích úprav. Se způsoby, jakými proteiny dovedou její aktivitu tlumit, se můžete seznámit na níže přiloženém obrázku.

Mechanismy blokace CRISPR pomocí Anti-CRISPR proteinů, zdroj: Nature

Kalifornský výzkum byl dlouhou dobu podrobován tvrdé kritice. Dešifrování mechanismu blokace CRISPRu čínskými vědci a navazující práce Bondy-Denomyho však ukázaly, že tyto látky nesou silný terapeutický potenciál. Svým výzkumem rovněž prokázaly, že by proteiny mohly výrazně omezit nežádoucí účinky editace, které od počátku výzkumu CRISPRu vyvolávají obavy.

"Snížení nežádoucích účinků střihu by bylo v oblasti genové terapie velkým přínosem," říká David Rabuka, generální ředitel a spoluzakladatel Acrigen Biosciences. "Jsme na cestě k výrazně bezpečnější úpravě genetické informace."

Anti-CRISPR proteiny mohou rovněž pomoci omezit editační aktivitu na konkrétní tkáně v těle. O tom vypovídají výsledky amerického výzkumného týmu, kterému se v loňském roce podařilo spustit genové editace v myších játrech a paralelně jim zamezit v celém zbytku těla. Použitý Anti-CRISPR protein dokázal omezit střih pouze na jeden orgán.

S rychle postupujícím vývojem technologií genové editace očekáváme, že bude potenciál těchto molekulárních "brzd" v blízké době efektivně využit.

Zdroj: Elie Dolgin, Sciencific American