Alternative Erklärungen stellen die Frage, ob die CRISPR-Cas9-Technik tatsächlich eine genetische Mutation wie behauptet repariert hat.
Es sind Zweifel an einem wegweisenden Papier aufgetaucht, in dem behauptet wird, dass menschliche Embryonen mithilfe der Genombearbeitung von einer tödlichen Mutation befreit wurden. In einem Artikel, der am 28. August auf dem Preprint-Server von bioRxiv.org veröffentlicht wurde, stellte ein Team prominenter Stammzellwissenschaftler und Genetiker die Frage, ob die Mutation tatsächlich behoben wurde.
Das Nature Paper vom 2. August unter der Leitung des Reproduktionsbiologen Shoukhrat Mitalipov vom Oregon Health Sciences Center in Portland beschrieb Experimente zur Korrektur einer Mutation, die bei Dutzenden lebensfähiger menschlicher Embryonen eine Herzerkrankung namens hypertrophe Kardiomyopathie verursacht.
Im Gegensatz zu früheren Studien zur Bearbeitung von menschlichen Embryonen berichtete Mitalipovs Team über eine hohe Erfolgsrate bei der Korrektur einer krankheitsverursachenden Mutation in einem Gen. Das Team behauptete, dass das CRISPR-Cas9-Genom-Editing-Tool eine mutierte Version des von Spermien getragenen MYBPC3-Gens durch eine normale Kopie aus der Eizelle ersetzen konnte, wodurch ein Embryo mit zwei normalen Kopien erhalten wurde. Mitalipovs Team führte neben der CRISPR-Maschinerie auch eine gesunde Version des Gens ein, stellte jedoch fest, dass die korrigierten Embryonen es für die mütterliche Version gemieden hatten.
Es besteht jedoch Grund zu Zweifel, ob dies tatsächlich geschehen ist, berichtet ein Team unter der Leitung von Dieter Egli, einem Stammzellwissenschaftler an der Columbia University in New York City, und der Entwicklungsbiologin Maria Jasin vom Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York City. George Church, ein Genetiker an der Harvard Medical School in Boston, Massachusetts, ist ein weiterer Mitautor.
In ihrem bioRxiv-Artikel sagen Egli und Jasin, dass es keinen plausiblen biologischen Mechanismus gibt, um zu erklären, wie eine genetische Mutation in Spermien basierend auf der Eiversion des Gens korrigiert werden könnte. Wahrscheinlicher, sagen sie, konnte Mitalipovs Team die Mutation nicht tatsächlich beheben und wurde durch die Verwendung eines unzureichenden Genetik-Assays in die Irre geführt. Egli und Jasin lehnten einen Kommentar ab, weil sie sagten, sie hätten ihren Artikel bei Nature eingereicht.
"Die Kritik von Egli et al. Bietet keine neuen Ergebnisse, sondern stützt sich auf alternative Erklärungen unserer Ergebnisse, die auf reinen Spekulationen beruhen", sagte Mitalipov in einer Erklärung.
Andere Wissenschaftler, die vom Nachrichtenteam von Nature kontaktiert wurden, teilten die Bedenken von Egli und Jasin. (Das Nachrichtenteam von Nature ist redaktionell unabhängig von seinem Journal-Team.) Der Reproduktionsbiologe Anthony Perry von der University of Bath, UK, sagt, dass sich die Genome von Ei und Sperma nach der Befruchtung an entgegengesetzten Enden der Eizelle und jeweils befinden ist mehrere Stunden in eine Membran gehüllt. Diese Tatsache, sagt Perry, würde es CRISPR erschweren, die Mutation des Spermas basierend auf der Version des Gens der Eizelle mithilfe eines Prozesses zu fixieren, der als homologe Rekombination bezeichnet wird. "Es ist sehr schwer vorstellbar, wie eine Rekombination zwischen Elterngenomen über diese riesigen Zellabstände erfolgen kann", sagt er.
Egli und Jasin sprechen dieses Thema in ihrer Zeitung an. Sie legen nahe, dass Mitalipovs Team in die Irre geführt wurde, zu glauben, sie hätten die Mutation korrigiert, indem sie sich auf einen genetischen Assay stützten, der kein weitaus wahrscheinlicheres Ergebnis des Genombearbeitungsexperiments feststellen konnte: CRISPR habe stattdessen eine große Deletion im väterlichen Gen eingeführt nicht von ihrem genetischen Assay aufgenommen. Das Cas9-Enzym bricht DNA-Stränge und Zellen können versuchen, den Schaden zu reparieren, indem sie das Genom willkürlich zusammennähen, was häufig zu fehlenden oder zusätzlichen DNA-Buchstaben führt.
Diese Erklärung ist sinnvoll, sagt Gaétan Burgio, Genetiker an der Australian National University in Canberra. „Meiner Ansicht nach haben Egli et al. überzeugend lieferte eine Reihe überzeugender Argumente, die erklären, dass die Korrektur der schädlichen Mutation durch Selbstreparatur wahrscheinlich nicht stattgefunden hat. “
Eine andere Möglichkeit, die das Team von Egli erhöht, besteht darin, dass die Embryonen ohne einen genetischen Beitrag von Spermien hergestellt wurden, ein Prozess, der als Parthenogenese bekannt ist. Mitalipovs Team zeigte, dass das väterliche Genom nur in 2 der 6 embryonalen Stammzelllinien vorhanden war, die sie aus geneditierten Embryonen herstellten.
Der Entwicklungsbiologe Robin Lovell-Badge vom Francis Crick Institute in London sagt, es sei möglich, dass im sehr frühen menschlichen Embryo ein „neuartiger oder unerwarteter“biologischer Mechanismus am Werk ist, der erklären könnte, wie Mitalipovs Team die Genome der Embryonen korrigiert hat die Art und Weise beansprucht. Er möchte zuerst von Mitalipov hören, bevor er ein Urteil gefällt. "Es heißt einfach, dass wir mehr wissen müssen, nicht dass die Arbeit unwichtig ist", sagt Lovell-Badge über Eglis und Jasins Artikel.
In der Erklärung sagte Mitalipovs Team, dass sie zu ihren Ergebnissen stehen. "Wir werden in wenigen Wochen Punkt für Punkt auf ihre Kritik in Form einer formellen Peer-Review-Antwort reagieren", sagte er.
