อนาคตของ CRISPR

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเทคนิคการตัดแต่งพันธุกรรม CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) ได้รับความสนใจอย่างมาก ผู้เชี่ยวชาญหลายคนเชื่อว่า CRISPR หรือเทคนิคการตัดต่อพันธุกรรมนี้จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโลกครั้งใหญ่ เพราะเมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคการตัดต่อพันธุกรรมอื่นๆ เทคนิคนี้ มีความแม่นยำกว่า ต้นทุนต่ำกว่า ทำได้ง่ายกว่า และมีศักยภาพสูงกว่า

CRISPR เป็นเทคนิคการตัดแต่งพันธุกรรมที่ถูกค้นพบในช่วงต้นทศวรรษที่ 90 โดยในช่วงแรก นักวิทยาศาสตร์ใช้ CRISPR ในการทดลองด้านชีวเคมี แต่ต่อมา เทคนิคนี้ก็ถูกนำมาใช้กับการทดลองอื่นๆ เช่น กับมนุษย์ เกษตรกรรม และจุลชีววิทยา

แม้ว่าขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังอยู่ระหว่างการพยายามหาวิธีในการใช้ประโยชน์สูงสุดของเทคนิค CRISPR ในปัจจุบันได้มีการนำเอา CRISPR มาใช้งานในหลากหลายรูปแบบ ดังนี้

1. CRISPR เพื่อการแก้ไขความผิดปกติทางพันธุกรรมที่ก่อให้เกิดโรคต่างๆ

โรคกล้ามเนื้อหัวใจหนาตัวผิดปกติ (hypertrophic cardiomyopathy, HCM) เป็นโรคหัวใจที่เกิดขึ้น ในประชากร 1 ใน 500 คนทั่วโลก โรคนี้ทำให้ผู้ป่วยต้องทนกับความเจ็บป่วยหรือเสียชีวิต โรคนี้เกิดจากความผิดปกติทางพันธุกรรม แม้ว่าการแพทย์ในปัจจุบันจะสามารถยืดอายุของผู้ป่วย โรคนี้ได้ยาวใกล้เคียงกับคนทั่วไป แต่โรคนี้ก็ยังไม่สามารถรักษาให้หายขาดได้ในฤดูร้อนปี พ.ศ. 2560 นักวิทยาศาสตร์แห่ง Oregon Health and Science University ได้ใช้ CRISPR ในการลบ ยีนที่ผิดปกติในตัวอ่อนของมนุษย์จำนวน 54 ตัวอ่อน ผลที่ได้รับเป็นที่น่าพึงพอใจ เพราะตัวอ่อน 36 ตัวไม่พบการกลายพันธุ์ของยีนที่ผิดปกติ ส่วนอีก 13 ตัวพบการกลายพันธุ์ของยีนบางส่วน หรือยังมีโอกาสเป็นโรคกล้ามเนื้อหัวใจหนาตัวผิดปกติอยู่ร้อยละ 50

Shoukhrat Mitalipov หัวหน้าคณะวิจัยกล่าวว่า “ด้วยเทคนิคนี้ มีความเป็นไปได้ที่นักวิทยาศาสตร์จะสามารถลดการเกิดโรคที่เกิดจากพันธุกรรมได้การรักษาการกลายพันธุ์ของยีนเสียตั้งแต่ช่วงต้นของการพัฒนาของตัวอ่อนจะช่วยพัฒนาคุณภาพชีวิตมนุษย์และลดความต้องการในการรับการรักษาในอนาคต เทคนิคนี้ นอกจากจะมีผลดีต่อครอบครัวแล้ว ยังส่งผลดีต่อสังคมโดยรวมอีกด้วย” นักวิจัยคนอื่นๆ ในศูนย์วิจัยเดียวกันได้แสดงความสนใจที่จะนำเอาเทคนิคนี้ไปใช้ในการตัดต่อยีนที่อาจจะเพิ่มความเสี่ยงในการเกิดโรคมะเร็งเต้านมในอนาคต

อย่างไรก็ตาม ก็มีผู้ที่ยังกังวลว่า หากนัก วิทยาศาสตร์ตัดต่อพันธุกรรมผิดตำแหน่งและทำให้เกิดความเสียหายกับยีนที่ดี และผลที่จะตามมาจะเป็นอย่างไร? ในบางประเทศ เช่น ประเทศจีน การทดลองกับตัวอ่อนของมนุษย์สามารถทำได้อย่างถูกกฎหมาย แต่ในอีกหลายประเทศ การทดลองกับตัวอ่อนมนุษย์ยังไม่เป็นที่ยอมรับ เช่น ในสหรัฐอเมริกา รัฐบาลไม่อนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ใช้ เงินภาษีประชาชนในการสนับสนุนการการทดลองกับตัวอ่อนมนุษย์ หรือ ในประเทศแคนาดา การทดลองกับตัวอ่อนของมนุษย์บางประเภทถือว่าผิดกฎหมาย

2. CRISPR สามารถกำจัดจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคได้

แม้ว่าในปัจจุบัน จะยังไม่สามารถหาวิธีทำลายเชื้อ HIV ได้ แต่การแพทย์ก็สามารถประคับประคองชีวิตของผู้ติดเชื้อให้มีชีวิตยาวนานขึ้นได้ใน ปี พ.ศ. 2560 นักวิจัยชาวจีนประสบความสำเร็จ ในการสร้างภูมิคุ้มกันเชื้อ HIV ให้กับหนูทดลองได้ด้วยการทำให้ยีนบางตัวกลายพันธุ์และสามารถต่อต้านการลุกลามของเชื้อ HIV เข้ามายังเซลล์ได้เป้าหมายต่อไปของนักวิจัยคือ การทดลองกับมนุษย์โดยใช้เทคนิค CRISPR

อีกหนึ่งการทดลองในประเทศจีนซึ่งจะเริ่ม ขึ้นในปี พ.ศ. 2561 นี้ คือ การใช้เทคนิค CRISPR ในการขัดขวางยีนที่มีชื่อว่า human papillomavirus (HPV) ซึ่งเป็นยีนที่ก่อให้เกิดมะเร็งปากมดลูก

ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1920s นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามนำเอาไวรัสเฟจ (phage) ซึ่งเป็นไวรัสของแบคทีเรียที่เกิดตามธรรมชาติ มาใช้ในการทำลาย แบคทีเรียที่อันตราย อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ บางคนเกรงว่า การใช้ไวรัสเฟจอาจจะไปกระตุ้น ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายและก่อให้เกิดการดื้อต่อเชื้อไวรัสได้ แต่ด้วยเทคนิค CRISPR นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า จะสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้ โดยนักวิทยาศาสตร์สามารถใช้เทคนิคที่ชื่อว่า CRISPR-engineered bacteriophages รักษาหนูที่ติดเชื้อได้

3. CRISPR อาจจะช่วยฟื้นคืนชีพสายพันธุ์ที่สูญพันธุ์แล้ว

ในเดือนกุมภาพันธ์ 2558 ดร.George Church นักพันธุศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Harvard ได้ประกาศในการประชุมประจำปีของ American Association for the Advancement of
Science (AAAS) ไว้ว่า ทีมวิจัยของเขาจะสามารถ พัฒนาตัวอ่อนของช้างแมมมอธลูกผสมได้ภายในอีก 2 ปีข้างหน้านี้

ดร.Church และทีมนักวิจัยหวังว่าพวกเขา จะใช้เทคนิค CRISPR ในการผสมยีนบางส่วนของช้างเอเชียกับยีนของช้างแมมมอธ (Memmoth) โบราณ ซึ่งเก็บได้จากเส้นขนแช่แข็งซึ่งถูกพบในเขตไซบีเรีย การนำเอายีน ของช้างทั้งสองประเภทมาผสมกัน นักวิทยาศาสตร์คาดว่าพวกเขาจะสามารถเพาะพันธุ์ สิ่งมีชีวิตที่มี ลักษณะเช่นเดียวกับช้างแมมมอธโบราณ เช่น มีขนยาว

แม้ว่าในทางทฤษฎี การทดลองนี้มีความเป็นไปได้สูง แต่ผู้เชี่ยวชาญหลายท่านต่างเห็นว่า 2 ปีเป็นเวลาที่เร็วเกินไป เพราะถึงแม้ ดร.Church จะสามารถเพาะตัวอ่อนช้างแมมมอธลูกผสมขึ้นมาได้ แต่ปัญหาหนึ่งที่เขาจะต้องแก้ คือ การพัฒนาถุงมดลูกสังเคราะห์เพื่อให้ตัวอ่อนได้เติบโตต่อไป เพราะถึงแม้ห้องทดลองของ ดร.Church ประสบความสำเร็จในการเพาะตัวอ่อนหนูทดลอง ในถุงมดลูกสังเคราะห์ได้แล้ว แต่การสร้างถุงมดลูกสำหรับช้างแมมมอธเป็นสิ่งที่ท้าทายมาก

4. เทคนิค CRISPR กับการสร้างอาหารประเภทใหม่ที่มีคุณภาพและสารอาหารดีกว่าด้วยการตัดแต่งพันธุกรรมแบบใหม่

การตัดต่อพันธุกรรมด้วยเทคนิค CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) ได้รับความสนใจจากวงการเกษตรกรรมอย่างมากนักวิทยาศาสตร์จากห้องทดลอง Cold Spring Harbor ในมลรัฐนิวยอร์ก ประเทศสหรัฐฯ ได้ใช้เทคนิค CRISPR ในการเพาะพันธุ์มะเขือเทศพันธุ์ใหม่ที่สามารถ ให้ผลผลิตได้มากกว่า มีขนาดใหญ่กว่าและมีรูปร่างที่ง่ายต่อการเก็บเกี่ยว

การพัฒนาพืชเกษตรที่ให้ผลผลิตสูงเพื่อแก้ไขปัญหาการขาดแคลนอาหารเพิ่งเริ่มต้นขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ ที่ผ่านมาพืชตัดแต่งพันธุกรรม (genetically modified organisms : GMOs) ได้รับกระแสตอบรับที่ไม่ดีมากนักเพราะ สังคมยังมีความกังวลถึงผลเสียต่อผู้บริโภคในระยะยาวนักวิจัยเชื่อว่าเทคนิค CRISPR อาจจะช่วยแก้ไขปัญหานี้เพราะเทคนิค CRISPR แตกต่างจาก GMOs การตัดต่อพันธุกรรม GMOs ทำได้โดยการนำเอา DNA ของพืชชนิดอื่นใส่เข้าไปในยีนของพืชที่ต้องการตัดแต่งพันธุกรรม เพื่อให้ได้พืชที่มีลักษณะและคุณสมบัติตามที่ต้องการแต่ CRISPR คือการกำจัดหรือตัดแต่งตำแหน่งของยีนบางส่วนของพืชพันธุ์นั้นๆ โดยที่ไม่มีการนำเอา DNA ของพืชอื่นๆ เข้ามาผสม แม้ว่าพืชที่ถูกตัดแต่งพันธุกรรมด้วยเทคนิค CRISPR อาจจะถูกเคลือบแคลงสงสัยจากสังคมบ้าง แต่ก็เชื่อว่า น่าจะได้รับผลตอบรับที่ดีกว่าพืช GMOs แน่นอน

ในปัจจุบันนี้ FDA ของสหรัฐฯ ได้อนุมัติเห็ดที่เกิดจากการตัดแต่งพันธุกรรมด้วยเทคนิค CRISPR แล้ว ซึ่งถือเป็นพืชที่เกิดจากเทคนิค CRISPR ชนิดแรกที่ได้รับการยอมรับจากรัฐบาล ประเทศสวีเดนได้ออกกฎหมายควบคุมพืชที่เกิดจาก CRISPR ซึ่งมีรายละเอียดแตกต่างจากพืช GMOs

5. CRISPR สามารถช่วยกำจัดแมลงที่เป็นอันตรายได้

นอกจากจะใช้เทคนิค CRISPR ในการต่อสู้กับโรคติดเชื้อได้ นักวิทยาศาสตร์บางคนใช้เทคนิคนี้เพื่อชะลอการระบาดของโรคโดยการกำจัดพาหะนำเชื้อ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย University of California เมือง Riverside ได้ตัดแต่งพันธุกรรมของยุงให้มีช่วงท้องสีเหลือง มีสามตา และไร้ปีก โดยการปรับแต่งยีนที่มีหน้าที่ มีส่วนสร้างลักษณะของตา ปีก และปล้องที่ท้อง ซึ่งลักษณะทางพันธุกรรมนี้จะส่งต่อไปยังรุ่นลูกหลานของยุงต่อไป การปรับแต่งลักษณะของยุง มีวัตถุประสงค์เพื่อลดความสามารถในการมองและการบินของยุง ทำให้โอกาสที่ยุงจะแพร่เชื้อโรคติดต่อ เช่น โรคไข้เลือดออก และโรคไข้เหลืองลดน้อยลงไป

อีกตัวอย่างหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์จาก Imperial College London ได้ใช้เทคนิค CRISPR ในการปรับ แต่งยีนที่มีผลต่อการสืบพันธุ์ในยุงที่เป็นพาหะนำเชื้อมาลาเรีย ซึ่งมีผลทำให้ยุงตัวเมียไม่สามารถสืบพันธุ์ต่อได้

อย่างไรก็ตาม ได้มีผู้เชี่ยวชาญบางคนกังวลถึงผลที่ตามมาที่เรายังคาดไม่ถึง การกระทำเช่นนี้เป็นการรบกวนระบบนิเวศของธรรมชาติและห่วงโซ่อาหาร ซึ่งอาจจะนำไปสู่ผลลัพธ์ที่อันตรายกว่าที่เราคิด

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *