Techniki edycji genów, które zrewolucjonizowały medycynę od 2016 r., mogą być również stosowane w leczeniu powszechnych chorób serca, głównej przyczyny śmierci u ludzi, zgodnie z badaniem opublikowanym niedawno przez jednego z czołowych naukowców na świecie, dr Erica Olsona. , ze Stanów Zjednoczonych. Jego zespół był w stanie zmodyfikować dwie litery – lub zasady – z około 3 000 milionów, które składają się na mysie DNA. Ta zmiana wystarczyła do wyciszenia białka związanego z wieloma problemami sercowo-naczyniowymi. Olson jest ostrożny, ale podkreśla potencjalne zalety tej nowej strategii: ponieważ komórki serca trwają przez całe życie, wystarczy raz dokonać zmiany.

DNA jest jak książka kucharska do wytwarzania białek, maleńkich maszyn, które wykonują główne zadania żywej istoty: przenoszenie tlenu przez krew, zwalczanie wirusów, trawienie pokarmu. Ta instrukcja jest napisana czterema literami, powtarzanymi miliony razy: ATGGCGAGTTGC… każda z tych liter to inicjał związku chemicznego o różnej zawartości węgla, wodoru, azotu i tlenu: adenina (C₅H₅N₅), cytozyna (C₄H₅N₃O), guanina ( C₅H₅N₅O) i tymina (C₅H₆N₂O₂). Grupa Olsona użyła „pióra z cienką końcówką”, aby kilka razy zmienić A na G; teraz przepis nie jest już taki sam.

Historia tego ultraprecyzyjnego pióra sięga 2003 roku, kiedy hiszpański naukowiec Francis Mojica przypadkowo odkrył, że niektóre drobnoustroje z solniska Santa Pola w Alicante w Hiszpanii używały nożyczek molekularnych do identyfikacji inwazyjnych wirusów i cięcia ich materiału genetycznego. Mojica z Uniwersytetu w Alicante nazwał ten mechanizm CRISPR. Następnie, w 2012 roku, francuska biochemik Emmanuelle Charpentier i amerykańska chemik Jennifer Doudna zauważyły, że te mikrobiologiczne nożyczki mogą być użyte do modyfikacji DNA każdej żywej istoty, co przyniosło im Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Teraz zespół Erica Olsona wykorzystał jedną z najdokładniejszych wersji tych narzędzi CRISPR: tzw. edytory bazowe, wynalezione w 2016 roku przez Amerykanina Davida Liu, chemika z Uniwersytetu Harvarda, uznawanego za jednego z geniuszy współczesnej nauki.

Sam Liu pochwala nowy eksperyment, uznając go za sprytne wykorzystanie podstawowych edytorów, które daje możliwość nie tylko leczenia niektórych rodzajów chorób serca, ale także zapobiegania ich rozwojowi, czy to samoistnie, czy po urazie. Do tej pory pierwsze podstawowe techniki CRISPR koncentrowały się na próbach skorygowania określonych mutacji powodujących rzadkie choroby; nowe badanie pomaga poszerzyć terapeutyczne zastosowania podstawowych edytorów poza leczenie pojedynczej mutacji genu. Szczegóły eksperymentu zostały opublikowane w czasopiśmie Science.

Eric Olson z University of Texas Southwestern Medical Center rozmawiał o swoich badaniach z EL PAÍS za pośrednictwem wideokonferencji z Dallas w Teksasie w towarzystwie hiszpańskiego kolegi z jego laboratorium, biologa Xurde Menéndez Caravii, współautora nowego badania, który wyjaśnił że wyniki pierwszego dowodu słuszności koncepcji są bardzo obiecujące. Technika ta wydaje się być bezpieczna u myszy; teraz, co będzie dalej, to zbadanie możliwych długoterminowych skutków.

Naukowcy zmodyfikowali recepturę białka o nazwie CaMKII delta, którego nadmierna aktywacja powoduje różne problemy sercowo-naczyniowe, takie jak arytmie, niewydolność serca czy uszkodzenie mięśnia sercowego po zawale mięśnia sercowego. Zmieniając dwie litery w recepturze, otrzymane białko nie jest hiperaktywowane. Zespół Olsona zastosował tę technikę u myszy z uszkodzeniem serca po zawale serca, zjawisko znane jako uszkodzenie niedokrwienno-reperfuzyjne. Narządy gryzoni odzyskały swoją funkcję po genetycznej edycji ich komórek. „Jako terapia skierowana do dużych grup ludności byłaby to rewolucja. Mówimy o zawale mięśnia sercowego: potencjalnie miliony ludzi można by leczyć tą techniką”, mówi Menéndez Caravia.

Amerykańska firma Verve Therapeutics stosuje już podobną strategię dezaktywacji genu związanego z wysokim poziomem złego cholesterolu. Po uzyskaniu obiecujących wyników na małpach firma rozpoczęła w lipcu badanie kliniczne z udziałem ludzi. Różnica, wyjaśnia Olson, polega na tym, że Verve Therapeutics używa podstawowych edytorów do całkowitego wyłączenia genu, podczas gdy jego zespół używa ich do subtelnej korekty jego funkcji. Sam David Liu założył firmę Beam Therapeutics, która w listopadzie rozpoczęła wraz z redaktorami bazowymi badania nad pacjentami z anemią sierpowatą, dziedzicznym zaburzeniem krwinek czerwonych.

Olson zdaje sobie sprawę z ograniczeń swoich badań. „Czy to działa na zwierzętach oprócz myszy? Oczywiście nie testowaliśmy tego na naczelnych, a już na pewno nie na ludziach. Musielibyśmy więc zadbać o to, aby był skuteczny i bezpieczny. A poza tym myślę, że trzeba by zbadać długofalowe efekty tej terapii, bo raz skorygowane, to już na zawsze” – przyznaje naukowiec.

Dla genetyka Lluísa Montoliu z Narodowego Centrum Biotechnologii w Hiszpanii edytory baz danych to zdumiewające osiągnięcie. „To wspaniały pomysł, który David Liu wpadł na pomysł w 2016 roku, aw ciągu zaledwie sześciu lat już mówimy o zastosowaniach u zwierząt, a nawet u ludzi”, celebruje. Montoliu zwraca uwagę, że redaktorzy bazy niedawno uratowali życie Alyssie, brytyjskiej dziewczynie, która cierpiała na bardzo agresywną białaczkę i była leczona białymi krwinkami dawcy, które zostały zmodyfikowane za pomocą rewolucyjnego długopisu z cienką końcówką.

Laboratorium Davida Liu stale ulepsza swoje podstawowe edytory i regularnie wymyśla nowe, dokładniejsze wersje, do tego stopnia, że ​​genetycy na całym świecie z trudem nadążają, mówi Montoliu. Hiszpański badacz podkreśla jednak, że technika wciąż nie jest doskonała i może powodować niepożądane zmiany liter; miało to miejsce u myszy Erica Olsona, chociaż najwyraźniej bez skutków ubocznych.

Kardiolog Javier Limeres jest również bardzo ostrożny. W jego szpitalu, Vall d’Hebron w Barcelonie, w Hiszpanii, badali molekuły, które były w stanie zmniejszyć uszkodzenie serca spowodowane niedokrwieniem i reperfuzją u myszy, a nawet u świń. „Istniały bardzo pozytywne dane, ale kiedy te cząsteczki były testowane na ludziach, wyniki nie były takie same”, wyjaśnia Limeres, prezes obszaru Rodzinnych Chorób Serca i Genetyki Układu Krążenia Hiszpańskiego Towarzystwa Kardiologicznego. Lekarz jednak również przyznaje się do swojego entuzjazmu: „Edycja genów otwiera bardzo szerokie spektrum możliwości. Myślę, że to trzecia rewolucja w medycynie, po chirurgii i lekach”.