הריפוי הגנטי המודרני מתרחק בהדרגה מרעיון אוניברסלי אחד של "לתקן DNA פגום". לעיתים אכן אפשר להעביר לגן תחליף תקין. ולעיתים אין צורך לשנות את הרצף כלל — די להסיר איסור מולקולרי שמונע מהגן הקיים לפעול.
שני מחקרים מן הזמן האחרון ממחישים היטב את ההבדל הזה.
הראשון עוסק ברטינופתיה מסוג KCNV2 — מחלה תורשתית נדירה של הרשתית. הגן KCNV2 מקודד את החלבון Kv8.2, המשתתף בפעילות תעלות האשלגן של תאי קולט אור. בנוכחות וריאנטים פתוגניים של KCNV2 נפגעת פעילות הקנים והמדוכים: חדות הראייה יורדת, מופיעים רגישות לאור, פגיעות בראיית הצבעים ועיוורון לילה. טיפול ספציפי במחלה עדיין אינו קיים.
החוקרים השתמשו בווקטור ויראלי נלווה לאדנו — AAV — כדי להעביר לתאי קולט אור עותק תקין ומיטוב של KCNV2 האנושי. אין זה עריכה של הגן הפגום: המוטציה הקיימת נשארת במקומה, והתא מקבל הוראה נוספת המאפשרת לו לייצר שוב את Kv8.2.
לאחר מתן תת-רשתי של הטיפול לעכברים ללא Kv8.2 מתפקד, השתפרו באופן ניכר התגובות החשמליות של הרשתית. במינונים מסוימים התקרבו התגובות המכוונות לראייה של בעלי החיים, הן בתאורה חלשה והן בתאורה בהירה, לנתונים של עכברים בריאים. באורגנואידים של הרשתית, שגדלו מתאי חולה ברטינופתיה מסוג KCNV2, השיבו החוקרים גם את יצירת החלבון Kv8.2.
אין פירושו של דבר שעדיין הצליחו "להחזיר את הראייה" לאדם. מדובר בהוכחת עקרון פרה-קלינית: השיטה פועלת במודל של בעלי חיים ובמודלים תאיים אנושיים. השאלה הבאה מורכבת בהרבה — האם תתגלה כבטוחה ויעילה דיה בחולים.
גישה שונה לחלוטין יישמו החוקרים בתסמונת פראדר–ווילי.
כאן הבעיה אינה רק בפגיעה בגן בודד. בתסמונת פראדר–ווילי חסרה הביטוי התקין של קבוצת גנים מהעותק האבהי של האזור 15q11–q13 בכרומוזום. העותק האימהי של רבים מן הגנים הללו קיים, אך שותק בגלל הטבעה גנומית — מערכת אפיגנטית הקובעת איזה עותק הורי של הגן צריך להיות פעיל.
בדיוק את השתיקה הזאת ביקשו המדענים להסיר.
צוות מיפן יישם את המערכת CRISPR/dCas9-SunTag-TET1. בשונה מ-Cas9 רגיל, dCas9 אינו חותך DNA. הוא משמש כנווט מולקולרי: מופנה לאזור הרצוי בגנום ומגייס את האנזים TET1, המסוגל לשנות מתילציה של DNA.
החוקרים פעלו על מרכז ההטבעה PWS-ICR בתאים שנלקחו מחולים בתסמונת פראדר–ווילי. הדה-מתילציה אפשרה להפעיל מחדש כמה גנים של הכרומוזום האימהי, ובהם SNRPN, SNORD116, IPW ו-MAGEL2. מעניין במיוחד שהשינויים נשמרו לאחר הפיכת התאים הללו לאורגנואידים היפותלמיים — מודלים תלת-ממדיים של רקמה הקשורה לוויסות הרעב, לתפקודים הורמונליים ולחילוף החומרים. באורגנואידים גם הוחזר חלקית לקדמותו הפרופיל הכללי של ביטוי הגנים.
אך כאן התגלתה דקות חשובה.
לאחר ה"התעוררות" האפיגנטית של האזור בתאי העצב הופעל גם UBE3A-ATS — תעתיק אנטי-משמעי המסוגל לדכא את UBE3A. באורגנואידים שעברו עריכה אכן ראו החוקרים ירידה בביטוי של UBE3A. המחברים מזהירים: דיכוי יתר של הגן הזה עלול בתיאוריה ליצור שינויים הקשורים לפתולוגיה של תסמונת אנגלמן.
בדיוק משום כך עבודה זו מאלפת במיוחד. אין לתפוס את האפיגנום כשורה של מפסקים בלתי תלויים. לעיתים הפעלה של אזור אחד משנה את פעילותה של שרשרת שלמה של גנים שכנים.
שתי האסטרטגיות עדיין רחוקות מטיפול קליני שגרתי. לגבי KCNV2 יש לאשר יעילות ובטיחות ארוכות טווח בבני אדם. לגבי תסמונת פראדר–ווילי המשימה מורכבת עוד יותר: יש ללמוד להעביר את העורך לתאים הנכונים במוח, לשלוט בעוצמת ההשפעה ובמשכה ולא לפגוע באיזון העדין של גנים אחרים שעברו הטבעה.
אך הכיוון כבר נראה לעין. במקרה אחד הרפואה מוסיפה לתא הוראה גנטית חסרה. במקרה האחר היא מנסה להשיב את הקול לגן שנשאר כל העת ב-DNA אך היה כבוי.
בדיוק זה הופך לאחד המאפיינים המעניינים ביותר של הרפואה המולקולרית החדשה: אפשר לרפא מחלה לא רק בשכתוב הגנום, אלא גם בשינוי האופן שבו התא קורא אותו.
