CRISPR ban đầu không phải phát minh của con người. Đó là hệ miễn dịch thích ứng của vi khuẩn: khi bị virus tấn công, vi khuẩn lưu một đoạn DNA của kẻ tấn công vào bộ gene của mình để nhận diện lần sau.
Cơ chế
Hệ thống gồm hai phần:
- RNA dẫn đường (guide RNA) — một đoạn khoảng 20 nucleotide khớp bổ sung với vị trí DNA cần cắt.
- Enzyme Cas9 — protein thực hiện việc cắt cả hai mạch DNA tại đúng vị trí đó.
Điểm đột phá năm 2012 của Jennifer Doudna và Emmanuelle Charpentier là chứng minh có thể lập trình lại RNA dẫn đường tuỳ ý. Muốn cắt ở đâu, chỉ cần tổng hợp một đoạn RNA 20 nucleotide tương ứng. Hai người nhận giải Nobel Hoá học năm 2020.
Sau khi cắt thì sao
Tế bào tự sửa vết đứt theo hai con đường:
- Nối đầu không tương đồng (NHEJ) — nhanh nhưng hay sai sót, thường tạo ra đột biến làm hỏng gene. Dùng khi mục tiêu là tắt một gene.
- Sửa chữa theo khuôn (HDR) — chính xác hơn, cho phép chèn một trình tự mới nếu cung cấp khuôn mẫu.
Từ phòng thí nghiệm tới bệnh nhân
Exagamglogene autotemcel (Casgevy) là liệu pháp dùng CRISPR đầu tiên được cơ quan quản lý chấp thuận. MHRA của Anh phê duyệt tháng 11/2023 cho cả bệnh hồng cầu hình liềm lẫn beta-thalassemia. FDA của Mỹ phê duyệt ngày 08/12/2023, nhưng ban đầu chỉ cho hồng cầu hình liềm; chỉ định beta-thalassemia được bổ sung ngày 16/01/2024.
Ranh giới đạo đức
Năm 2018, He Jiankui công bố đã chỉnh sửa phôi người và tạo ra hai em bé — hành động bị cộng đồng khoa học lên án rộng rãi và dẫn tới án tù. Khác biệt then chốt: chỉnh sửa tế bào soma chỉ ảnh hưởng bệnh nhân, còn chỉnh sửa dòng mầm truyền cho các thế hệ sau. Hiện nay việc chỉnh sửa dòng mầm ở người bị cấm hoặc hạn chế nghiêm ngặt ở hầu hết các nước.
Đọc thêm
Nguồn tham khảo
- [1]MHRA authorises world-first gene therapy that aims to cure sickle-cell disease and transfusion-dependent β-thalassemia — Medicines and Healthcare products Regulatory Agency (UK) (2023)
- [2]FDA Approves First Gene Therapies to Treat Patients with Sickle Cell Disease — U.S. Food and Drug Administration (2023)
- [3]A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity — Science (2012)
Ảnh: Elena I Leonova — Wikimedia Commons, CC BY 4.0.
