เปิดนวัตกรรม CRISPR สร้างหมีบีเกิลที่ไร้สารก่อภูมิแพ้: เบื้องหลังการสร้าง, การทดสอบ และอนาคต

เบื้องหลังการสร้างหมาบีเกิลไร้สารก่อภูมิแพ้

ทีมวิจัยของ Kindred Companion Sciences ใช้กระบวนการสองขั้นตอนคือการตัดแต่งยีนด้วย CRISPR-Cas9 ร่วมกับการย้ายนิวเคลียสเซลล์ร่างกาย (Somatic Cell Nuclear Transfer — SCNT) ซึ่งเป็นเทคนิคเดียวกับที่ใช้สร้างแกะดอลลี่

ขั้นตอนที่ 1: การตัดแต่งยีน CRISPR ในเซลล์ นักวิทยาศาสตร์นำเซลล์ผิวหนัง (ไฟโบรบลาสต์) จากตัวอ่อนหมาบีเกิลเพศเมียมาใช้ CRISPR-Cas9 เพื่อแทรกเบสเดี่ยวเข้าไปในเอ็กซอนแรกของยีน Can f 1 ทำให้เกิดการกลายพันธุ์แบบเฟรมชิฟต์ (frameshift mutation) ซึ่งยับยั้งการผลิตโปรตีน Can f 1 ไปโดยสิ้นเชิง

ขั้นตอนที่ 2: การย้ายนิวเคลียสเซลล์ร่างกาย (การโคลนนิ่ง) นิวเคลียสของเซลล์ที่ถูกตัดแต่งแล้วถูกฉีดเข้าไปในเซลล์ไข่ของหมาที่ถูกนำนิวเคลียสออก จากเอ็มบริโอ 25 ตัวที่ถูกสร้างขึ้นด้วยยีน Can f 1 ที่ถูกน็อกเอาท์ มีเพียงสองตัวที่พัฒนาและคลอดออกมาโดยสุนัขแม่บุญธรรมในเดือนกันยายน 2024 โดยมีชื่อว่าเบลีย์และอัลฟี่ ซึ่งเป็นหมาบีเกิลเพศเมียที่มียีนเหมือนกันทุกประการ

ผลลัพธ์คือการสร้างหมาแรกของโลกที่มีการน็อกเอาท์ยีน Can f 1 แบบตรงเป้าหมาย ซึ่งได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร The CRISPR Journal ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ

ผลการทดสอบยืนยัน: ไม่พบสารก่อภูมิแพ้เลยแม้แต่น้อย

การตรวจสอบทางห้องปฏิบัติการหลายวิธียืนยันว่าการดัดแปลงพันธุกรรมกำจัดสารก่อภูมิแพ้ได้:

• การทดสอบ ELISA และ Western blot ในน้ำลาย ขน รังแค และสารสกัดจากผิวหนังของหมาไม่พบโปรตีน Can f 1 เลย — ระดับต่ำกว่าขีดจำกัดที่วัดได้ ในขณะที่หมาทั่วไปมีปริมาณสูงมาก
• การน็อกเอาท์มี ความเสถียรและสมบูรณ์: ไม่พบร่องรอยของสารก่อภูมิแพ้หลักในตัวอย่างใดๆ เลยจากลูกหมาทั้งสองตัว
• มีการทดสอบ การสัมผัสกับมนุษย์ เบื้องต้น: บุคคลที่ทราบว่ามีอาการแพ้หมาและมักจะมีอาการเมื่อเจอหมา ได้ใช้เวลาอยู่กับเบลีย์และอัลฟี่ และไม่มีอาการแพ้ใดๆ อาการแพ้ของเขาไม่ได้หายไป แต่เขาไม่มีปฏิกิริยากับหมาเหล่านี้โดยเฉพาะ เพราะน้ำลายและขนของมันไม่มีโปรตีนสำคัญที่ก่อให้เกิดอาการ
• หมาทั้งสองตัวผ่านการตรวจสุขภาพทางสัตวแพทย์เป็นประจำและพบว่ามี การเจริญเติบโตและพัฒนาการปกติ โดยไม่มีผลกระทบด้านสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์เมื่ออายุได้ 2 ปี

ข้อจำกัด: สิ่งที่หมาเหล่านี้ทำได้และทำไม่ได้

Can f 1 เป็นสารก่อภูมิแพ้หลักในหมา ซึ่งเป็นสาเหตุของอาการแพ้ประมาณ 60–70% แต่หมามีสารก่อภูมิแพ้อื่นๆ อย่างน้อยอีก 6 ชนิด (Can f 2 ถึง Can f 7) ผู้ที่แพ้สารก่อภูมิแพ้ที่ไม่ใช่ Can f 1 จะยังคงมีอาการ และผู้เชี่ยวชาญย้ำว่าไม่มีหมาใดที่จะ 'ไร้สารก่อภูมิแพ้' ได้ 100% อย่างแท้จริง

ข้อกังวลที่ยังคงอยู่ก่อนการวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์

การอนุมัติจากหน่วยงานกำกับดูแล

FDA ควบคุมสัตว์ที่ผ่านการตัดแต่งยีนในฐานะ "การดัดแปลงจีโนมโดยตั้งใจ" (Intentional Genomic Alterations — IGAs) ภายใต้กรอบการประเมินความเสี่ยง Kindred ยังไม่ได้รับการอนุมัติจาก FDA สำหรับการตัดแต่งนี้ และหน่วยงานจะต้องประเมินความปลอดภัยของสัตว์และการตัดแต่งก่อนที่จะจำหน่ายได้ บริษัทได้เริ่มหารือกับ FDA แล้ว แต่ยังไม่มีการยื่นคำขออย่างเป็นทางการที่ได้รับการอนุมัติ

การติดตามสุขภาพในระยะยาว

ปัจจุบันมีหมาเพียงสองตัวเท่านั้น และพวกมันมีอายุเพียง 2 ปี ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าผลกระทบต่อสุขภาพในระยะยาวของการน็อกเอาท์ Can f 1 ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด — หน้าที่ทางชีวภาพตามปกติของโปรตีนนี้ในหมาอยู่ระหว่างการศึกษา ผู้ก่อตั้ง Kindred แสดงความมั่นใจจากการทดลองในหนูว่าจะไม่มีผลข้างเคียงร้ายแรง แต่จำเป็นต้องตรวจสอบการกลายพันธุ์นอกเป้าหมาย (off-target) ตลอดช่วงชีวิตของหมา

ความท้าทายด้านการค้า

• การขยายขนาด: การโคลนนิ่ง SCNT มีราคาแพงและมีประสิทธิภาพต่ำ บริษัทวางแผนที่จะผสมพันธุ์หมาที่ถูกตัดแต่งตามธรรมชาติเพื่อสร้างสายเลือดที่ปราศจาก Can f 1 แต่จะต้องใช้เวลาหลายชั่วอายุคนในการตรวจสอบ
• ความหลากหลายของสายพันธุ์: จนถึงขณะนี้ มีเพียงหมาบีเกิลเท่านั้นที่ถูกตัดแต่ง การปรับใช้แนวทางกับสายพันธุ์อื่น หรือแมว อาจต้องใช้การวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติม รวมถึงการย้ายตัวอ่อนใหม่
• ราคา: ลูกหมาพันธุวิศวกรรมคาดว่าจะมีราคาแพงกว่าหมาทั่วไปอย่างมาก อย่างน้อยในช่วงแรก ซึ่งอาจทำให้ผู้ที่แพ้หมาจำนวนมากไม่สามารถเข้าถึงได้

ข้อกังวลด้านจริยธรรมและระบบนิเวศ

• สวัสดิภาพสัตว์: กระบวนการโคลนนิ่ง SCNT ในอดีตมีอัตราความล้มเหลวสูง และทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับแม่บุญธรรมและการสูญเสียตัวอ่อน บริษัทรายงานว่าเบลีย์และอัลฟี่มีสุขภาพดีและทุกขั้นตอนปฏิบัติตามกฎระเบียบสวัสดิภาพสัตว์ แต่หลักจริยธรรมโดยรวมของการสร้างสัตว์เลี้ยงที่ผ่านการตัดแต่งยีนเพื่อความสะดวกสบายของมนุษย์ยังคงเป็นที่ถกเถียง
• ผลกระทบต่อสัตว์ในสถานสงเคราะห์: นักชีวจริยธรรม Arthur Caplan จาก NYU Grossman School of Medicine เตือนว่าหมาไร้สารก่อภูมิแพ้ที่ผ่านการวิศวกรรมอาจทำให้ผู้คนลังเลที่จะรับเลี้ยงสุนัขจรจัดและสุนัขในสถานสงเคราะห์
• ผลกระทบต่อระบบนิเวศที่ไม่ได้ตั้งใจ: การนำสัตว์ที่ผ่านการตัดแต่งยีนเข้าสู่ประชากรที่ขยายพันธุ์อาจส่งผลกระทบระยะยาวที่คาดไม่ถึง และนักจริยธรรมบางคนตั้งคำถามว่าการสร้างสัตว์เลี้ยง "ดีไซน์เนอร์" เพื่อบรรเทาอาการแพ้เป็นการเปิดทางให้กับการตัดแต่งที่ป้องกันได้ยากขึ้นหรือไม่

ไทม์ไลน์

ผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่ประมาณว่าต้องใช้เวลา อีกหลายปี — อาจ 5–10 ปี — ในการศึกษาความปลอดภัยเพิ่มเติม การทบทวนของ FDA และการขยายการเพาะพันธุ์ ก่อนที่หมาที่ผ่านการตัดแต่งยีนเพื่อบรรเทาอาการแพ้จะวางจำหน่ายแก่สาธารณชน Kindred เองก็ระบุว่ายังไม่มีวันที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ที่จะประกาศ