Das clustered regularly interspaced short palindromic repeats(CRISPR)-Cas9 Nuklease System (CRISPR-Cas9) birgt bekanntlich grosses Potential in Bezug auf sog. therapeutisches „Genome Editing“für die Behandlung eines weiten Spektrums genetisch determinierter Erkrankungen. Klinische Studien, die auf der Verwendung des CRISPR-Cas9 Systems basieren, sind bereits am Laufen und für die nächste Zukunft ist hier ein grosser Anstieg zu erwarten. Die Entwicklung von erfolgreichen Therapien auf diesem Sektor erfordert einen hohen Grad an technischer Effizienz, aber auch die Sicherheit der jeweiligen Patienten steht natürlich immer im Vordergrund. Bisherige Bemühungen haben sich vor allem auf Eingriffe in experimentelle genomische Referenz-Systeme oder die Genome von Zelllinien beschränkt, um die Effizienz, Sicherheit und mögliche Toxizität der Führungs-RNA (guide RNA– gRNA; führt die „Genscheren“ zu ihrem Ziel im Genom des Empfängers) im CRISPR-Cas9 System zu evaluieren.
In einer vor kurzem erschienenen Arbeit von Samuel Lessard et al.(1)wird die Bedeutung der genetischen Variationen beim Patienten selbst auf die zielgerichtete An- bzw. Abschaltung (on- and off-target specificity) in diesem System analysiert
Dafür untersuchten die Autoren 7444 menschliche Gesamtgenome, um den Effekt von genetischen Varianten in potentiellen Patienten auf die Zielspezifität von ca. 3000 gRNAs für 30 eventuell therapeutisch interessante genetische Loci festzustellen. Die Autoren zeigen, dass die individuellen genetischen Variationen (single nucleotide polymorphisms – SNPs) an diesen Loci die Zielgenauigkeit (on-target) der CRISPR-Aktivität einschränken oder das nicht-zielgerichtete, unerwünschte (off-target) Potential erhöhen können, wenn auf die erwähnten Loci therapeutisch zugegriffen wird. Diese unerwünschten Komplikationen sind zwar relativ selten, zeigen aber, dass CRISPR-Cas9 Konstrukte nicht bei jedem Patienten gleich gut und genau wirksam sein werden.
In der Arbeit wird ausserdem gezeigt, dass unterschiedliche Frequenzen bestimmter Allele in einzelnen Personengruppen zu Populations-spezifischen Veränderungen der CRISPR-Zielspezifität führen.
Fazit:Bei einer CRISPR-Cas9 geleiteten Therapie muss nicht nur das genetische Werkzeug stimmen (also das CRISPR-Cas9 Konstrukt), sondern auch der genetische Hintergrund der behandelten Person berücksichtigt werden, um Misserfolge und unerwartete schädliche Ergebnisse zu vermeiden.
Ref.
Lessard S. et al.
„Human genetic variation alters CRISPR-Cas9 on- and off-targeting speficity at therapeutically implicated loci“
Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Dec 26;114(52):E11257-E11266
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29229813