Vad är CRISPR?
CRISPR är ett genetiskt verktyg som gör att forskare med hög precision kan förändra gener i alla organismer på ett både billigt och effektivt vis.
CRISPR, en förkortning av engelska clustered regularly interspaced short palindromic repeats, är kopior av små virusfragment som finns i bakteriers dna. Bakterierna använder dem för att känna igen elakartade virus.
När det skadliga viruset identifieras förstör bakterierna viruset med enzymet Cas9, som kan klippa av viruset och på så vis oskadliggöra det.
CRISPR upptäcktes av en slump av en grupp japanska forskare redan år 1987. Det var dock först år 2012 som potentialen hos bakteriernas inbyggda antivirussystem upptäcktes.
Då visade de två biokemisterna Jennifer Doudna och Emmanuelle Charpentier, som kommer från USA respektive Frankrike, att CRISPR kunde programmeras om för att även förändra gener hos växter, djur och människor.
Sedan genombrottet har CRISPR-tekniken använts i över 300 000 vetenskapliga studier runtom i världen. Det har öppnat för en helt ny värld av vetenskapliga genombrott – men även en lång rad etiska dilemman.
VIDEO: CRISPR:s moder dyker ner i sin uppfinning
År 2012 uppfann Jennifer Doudna genverktyget CRISPR. Hör henne berätta om gensaxens många möjligheter och de etiska dilemman som metoden medför.
Hur fungerar CRISPR?
CRISPR består av två grundläggande delar.
Den första är en kedja av information, en rna-molekyl, vars sekvens av så kallade rna-baser motsvarar dna-baserna i den gen som forskarna vill förändra.
Den andra är proteinet Cas9, som är knutet till rna-molekylen och fungerar som en sax.
De två verktygen injiceras i celler där man vill förändra genen. Rna-molekylen söker upp genen, varpå Cas9 klipper av den.
Cellen försöker sedan sätta ihop genen igen, vilket går ofta fel. Det gör i sin tur att genen förstörs och sätts ur spel. Genom att klippa i en sjukdomsalstrande gen kan forskarna alltså eliminera den skadliga genen.
Om forskarna i stället vill korrigera eller lägga till någonting i en gen kan de välja att föra in ett tredje element i sitt CRISPR-verktyg.
Det är en liten bit dna med den sekvens som forskarna vill sätta in i genen. Detta så kallade donator-dna byggs in i genen efter att Cas9 klippt itu genens dna.
Så fungerar CRISPR
Rna leder gensax till dna
Med CRISPR (blått) kan forskarna med hög precision sikta in sig på en viss del av dna. Det sker med hjälp av specialdesignat rna, som påminner om dna som matchar den sekvens i dna som ska avlägsnas.
Enzymsax klipper av dna-sträng
Enzymet Cas9 (gult) fungerar som en sax som kan klippa i dna. När rna har lett saxen till sitt mål i dna-sekvensen klipper enzymet av strängen på den plats där forskarna vill sätta in ny arvsmassa.
Mall levererar ny kod
Cellen börjar reparera skadan genom att byta ut dna kring hålet. Om forskarna vill att det nya dna som bildas ska ha särskilda egenskaper kan CRISPR också leverera en mall som liknar det dna som bytts ut. Cellen kommer då automatiskt att använda den nya mallen för att sätta in en ny kod i dna.
Vad kan CRISPR göra?
I laboratorier runtom i världen studerar nu tusentals forskare hur CRISPR kan användas för att utrota några av våra allra värsta sjukdomar.
Flera studier på möss visar goda resultat när det gäller att oskadliggöra cancerceller med hjälp av gensaxen. Man har även lyckats avlägsna hiv-virus från laboratoriemöss med hjälp av CRISPR.
År 2020 tog forskningen ett avgörande steg när CRISPR för första gången användes direkt i människokroppen. Genombrottet skedde i en studie där man arbetade med att bota den obotliga ärftliga ögonsjukdomen retinitis pigmentosa.
Under studien droppade forskarna CRISPR bakom näthinnan på utvalda patienter.
Målet var att få CRISPR-saxen att klippa bort genens skadliga mutation och på så vis med tiden återställa patienternas syn.
Tre månader senare följde forskarna upp sina patienter. Det visade sig då att 78 procent hade bättre syn på båda ögonen.
Vilka etiska dilemman väcker CRISPR?
CRISPR har dock inte bara väckt entusiasm.
I januari 2015 samlades flera av världens mest framstående biologer för att hålla ett hastigt inkallat möte om genteknikens möjligheter att manipulera mänskligt dna.
”Vi vill kraftigt varna för att försöka modifiera gener i människans könsceller innan de sociala, miljömässiga och etiska aspekterna av detta har diskuterats ordentligt”, skrev biologerna senare i ett öppet brev.
Den kinesiske forskaren He Jiankui lyssnade uppenbart inte.
År 2018 berättade han att han som den förste någonsin med hjälp av CRISPR hade förändrat två tvillingflickors gener medan de bara var encelliga organismer.
Ingreppet fördömdes runtom i världen, och år 2020 dömde de kinesiska myndigheterna He Jiankui till tre års fängelse för ”illegal medicinsk praktik”.
He Jiankui dömdes till tre års fängelse för oetiska experiment med CRISPR.
Jennifer Doudna, den ena av de två forskarna som år 2012 förvandlade CRISPR till en flexibel gensax, är både stolt över och skräms av det verktyg som hon har satt i forskarnas händer.
Som hon sa till den amerikanska morgontidningen Los Angeles Times år 2017: ”CRISPR är tillgängligt för människor i hela världen, vilket både är fantastiskt och oroande på samma gång, för hur kontrollerar man någonting som det här?”
CRISPR kan göra grisar till organdonatorer
Organtransplantationer räddar tusentals liv varje år, men det är många sjuka som står på väntelistorna för att få en njure, en lunga eller ett hjärta.
Bara i USA väntar 107 000 personer på att få ett nytt organ, och många av dem hinner dö innan de blir aktuella för transplantation.
I framtiden kommer kanske bristen på organdonatorer att framstå som en avlägsen mardröm.
Forskare undersöker nämligen möjligheten att med hjälp av CRISPR göra grisar till organdonatorer till människa.
CRISPR kan göra det möjligt att transplantera grisorgan till människa.
Människans och grisens organ påminner mycket om varandra, så idén att sätta in exempelvis ett friskt grishjärta i en människokropp är långt ifrån ny.
Problemet är bara att vårt immunförsvar stöter bort grisorgan. Det beror på att immunförsvaret uppfattar griscellerna som främmande, eftersom deras yta innehåller andra proteiner.
Med CRISPR kan forskarna förstöra de gener som ger upphov till de proteiner på cellytan som får immunförsvaret att reagera och på så vis göra griscellerna osynliga för immunförsvaret.
Man tror dock att det kommer att krävas minst 13 000 förändringar i grisens dna innan den kan fungera som organdonator för människa.