Penjelasan pengeditan gen CRISPR: bagaimana para ilmuwan memotong dan memperbaiki DNA untuk mengobati penyakit

CRISPR-Cas9 bekerja dengan memasangkan molekul pemandu RNA dengan enzim Cas9. RNA pemandu dibangun untuk mencocokkan bagian DNA tertentu, dan setelah menemukan urutan itu di dalam sel, RNA memandu Cas9 ke tempat tersebut dan enzim memotong kedua untai DNA, menurut Institut Nasional Ilmu Medis Umum (NIGMS), bagian dari Institut Kesehatan Nasional AS.

Potongan itu sendiri tidak memperbaiki apa pun. Yang penting adalah bagaimana sel memperbaiki celah tersebut. NIGMS menjelaskan bahwa peneliti dapat membiarkan sel menambal celah dengan huruf genetik acak, yang menonaktifkan gen, atau mereka dapat menyediakan templat sehingga sel memperbaiki celah dengan urutan baru tertentu, yang dapat memperbaiki atau menulis ulang gen. Kontrol itu atas di mana pemotongan terjadi dan bagaimana diperbaiki inilah yang membuat CRISPR menjadi alat pengeditan yang fleksibel yang dapat diarahkan peneliti, pada prinsipnya, ke banyak lokasi berbeda di dalam genom.

Dari mana alat ini berasal

CRISPR-Cas9 sebagai alat pengeditan yang dapat diprogram dikembangkan oleh Emmanuelle Charpentier dan Jennifer Doudna, yang menerbitkan eksperimen kunci pada tahun 2012 menunjukkan bahwa mekanisme kekebalan bakteri dapat diprogram ulang untuk memotong DNA di lokasi pilihan pengguna, seperti yang dijelaskan oleh MIT Technology Review. Kedua ilmuwan menerima Hadiah Nobel Kimia 2020 untuk penemuan ini, yang komite Nobel sebut sebagai metode "bersejarah" untuk pengeditan genom.

Dari alat laboratorium menjadi obat yang disetujui

Keuntungan klinis pertama dari teknik ini datang pada 8 Desember 2023, ketika Administrasi Makanan dan Obat-obatan AS menyetujui Casgevy (exagamglogene autotemcel), dikembangkan oleh Vertex Pharmaceuticals dan CRISPR Therapeutics, sebagai terapi berbasis CRISPR/Cas9 pertama yang pernah disetujui untuk pasien, menurut pengumuman resmi FDA. Agensi menyetujui Casgevy bersama dengan terapi gen kedua yang tidak berbasis CRISPR bernama Lyfgenia, keduanya untuk penyakit sel sabit pada pasien berusia 12 tahun ke atas dengan riwayat krisis nyeri berulang.

Regulator obat-obatan Inggris Raya, MHRA, telah mengotorisasi Casgevy pada 16 November 2023, untuk penyakit sel sabit dan beta-thalassemia yang bergantung pada transfusi pada pasien berusia 12 tahun ke atas, menurut Imperial College London, yang kepercayaan NHS-nya menjalankan bagian dari uji coba.

Bagaimana perawatan benar-benar diberikan

Casgevy tidak disuntikkan langsung ke dalam tubuh. Dokter pertama-tama mengumpulkan sel punca darah pasien mereka sendiri, yang dikirim ke situs manufaktur di mana CRISPR mengedit wilayah regulasi khusus di dekat gen BCL11A, mematikannya sehingga sel mulai memproduksi hemoglobin janin, bentuk protein pengangkut oksigen yang biasanya hanya diproduksi sebelum lahir, FDA menjelaskan. Sebelum sel yang telah disunting diinfuskan kembali, pasien menjalani kemoterapi dosis tinggi untuk mengosongkan ruang di sumsum tulang, langkah pengondisian yang membawa risiko tersendiri, termasuk jumlah sel darah rendah dan luka di mulut, menurut baik FDA maupun laporan oleh Biopharma Dive.

Ulasan FDA sendiri terhadap uji coba sel sabit menemukan bahwa 29 dari 31 pasien yang dapat dievaluasi, atau 93,5%, bebas dari krisis nyeri berat selama setidaknya 12 bulan berturut-turut setelah perawatan, menurut pengumuman persetujuan agensi. Imperial College London melaporkan angka terpisah yang terikat pada otorisasi UK, yang mencakup kedua penyakit: 28 dari 29 pasien sel sabit bebas dari nyeri parah dan 39 dari 42 pasien beta-thalassemia tidak lagi membutuhkan transfusi, keduanya selama setidaknya 12 bulan.

Biaya dan akses

Vertex menetapkan harga daftar AS sebesar $2,2 juta untuk Casgevy, menurut Biopharma Dive, yang juga melaporkan bahwa perusahaan memperkirakan kira-kira 25.000 orang di AS dan Eropa dapat memenuhi syarat untuk terapi. STAT News mencatat bahwa sementara suntingan dirancang untuk bertahan seumur hidup, daya tahan jangka panjang masih tergantung pada tahun data tindak lanjut yang masih dikumpulkan.

Karena sel yang disunting berasal dari tubuh pasien sendiri dan tidak diwariskan oleh generasi mendatang, jenis penggunaan CRISPR ini diklasifikasikan sebagai pengeditan gen somatis, berbeda dari pengeditan germline, yang akan mengubah DNA yang diteruskan kepada anak-anak dan tetap menjadi area teknologi yang terpisah dan jauh lebih kontroversial.