Kiedy Rylae-Ann Poulin miała rok, nie czołgała się ani nie gaworzyła jak inne dzieci w jej wieku. Rzadka choroba genetyczna nie pozwalała jej nawet podnieść głowy. Rodzice na zmianę trzymali ją w nocy w pozycji pionowej, żeby mogła wygodnie oddychać i spać.

Kilka miesięcy później lekarze zastosowali terapię genową bezpośrednio w jej mózgu.

Teraz 4-latka chodzi, biega, pływa, czyta i jeździ konno – „po prostu robi tak wiele niesamowitych rzeczy, które kiedyś lekarze uznali za niemożliwe” – powiedziała jej matka, Judy Wei.

Rylae-Ann, która mieszka ze swoją rodziną w Bangkoku, była jedną z pierwszych osób, które skorzystały z nowego sposobu dostarczania terapii genowej – atakowania chorób w mózgu – co zdaniem ekspertów jest bardzo obiecujące w leczeniu wielu zaburzeń mózgu.

Jej leczenie stało się niedawno pierwszą terapią genową dostarczaną do mózgu po jej zatwierdzeniu w Europie i Wielkiej Brytanii w przypadku niedoboru AADC, zaburzenia, które zakłóca sposób komunikowania się komórek w układzie nerwowym. Firma farmaceutyczna z New Jersey, firma PTC Therapeutics, planuje w tym roku uzyskać zgodę USA.

Tymczasem według National Institutes of Health trwa około 30 amerykańskich badań testujących terapię genową mózgu pod kątem różnych zaburzeń. Jeden, prowadzony przez dr Krystofa Bankiewicza z Ohio State University, również dotyczy niedoboru AADC. Inne testują metody leczenia zaburzeń, takich jak choroba Alzheimera, Parkinsona i Huntingtona.

Wyzwania pozostają, zwłaszcza w przypadku chorób powodowanych przez więcej niż jeden gen. Jednak naukowcy twierdzą, że rośnie liczba dowodów potwierdzających to podejście — otwierając nowe granice w walce z zaburzeniami dotykającymi nasz najbardziej złożony i tajemniczy narząd.

– Przed nami wiele ekscytujących czasów – mówi Bankiewicz, neurochirurg. „Widzimy pewne przełomy”.

___

Najbardziej dramatyczny z tych przełomów dotyczy choroby Rylae-Ann, która jest spowodowana mutacjami w genie potrzebnym enzymowi, który pomaga wytwarzać neuroprzekaźniki, takie jak dopamina i serotonina, chemiczne przekaźniki organizmu. Jednorazowe leczenie dostarcza działającą wersję genu.

W wieku około 3 miesięcy Rylae-Ann zaczęła mieć zaklęcia, które jej rodzice uważali za napady padaczkowe – jej oczy wywracały się do tyłu, a mięśnie napinały. Płyn czasami dostawał się do jej płuc po karmieniu, wysyłając ją na pogotowie. Lekarze podejrzewali, że może cierpieć na epilepsję lub porażenie mózgowe.

Mniej więcej w tym czasie brat Wei wysłał jej post na Facebooku o dziecku z Tajwanu z niedoborem AADC. To niezwykle rzadkie zaburzenie dotyka około 135 dzieci na całym świecie, w tym wiele w tym kraju. Wei, która urodziła się na Tajwanie, i jej mąż, Richard Poulin III, odszukali tam lekarza, który prawidłowo zdiagnozował Rylae-Ann. Dowiedzieli się, że może zakwalifikować się do próby klinicznej terapii genowej na Tajwanie.

Chociaż byli zdenerwowani perspektywą operacji mózgu, zdali sobie sprawę, że bez niej prawdopodobnie nie przeżyje więcej niż 4 lata.

Rylae-Ann przeszła leczenie w wieku 18 miesięcy 13 listopada 2019 r. – co jej rodzice nazwali „dniem odrodzenia”. Lekarze dostarczyli go podczas minimalnie inwazyjnej operacji, z cienką rurką przez otwór w czaszce. Nieszkodliwy wirus przenoszony w funkcjonującej wersji genu.

„Dostaje się do komórek mózgowych, a następnie komórki mózgowe wytwarzają (neuroprzekaźnik) dopaminę” – powiedział Stuart Peltz, dyrektor generalny PTC Therapeutics.

Przedstawiciele firmy powiedzieli, że wszyscy pacjenci w swoich badaniach klinicznych wykazywali poprawę motoryczną i poznawczą. Peltz powiedział, że niektóre z nich mogły w końcu stać i chodzić, a z czasem stawały się coraz lepsze.

Bankiewicz powiedział, że wszyscy około 40 pacjentów w badaniu finansowanym przez jego zespół NIH również odnotowali znaczną poprawę. Jego podejście chirurgiczne jest bardziej zaangażowane i zapewnia leczenie innej części mózgu. Celuje w odpowiednie obwody w mózgu, powiedział Bankiewicz, jak sadzenie nasion, które powodują kiełkowanie i rozprzestrzenianie się bluszczu.

„To naprawdę niesamowita praca” — powiedziała Jill Morris, dyrektor programowa w National Institute of Neurological Disorders and Stroke, który pomógł opłacić badania. „I widział dużą spójność między pacjentami”.

Jednym z nich jest 8-letnia Rian Rodriguez-Pena, która mieszka z rodziną niedaleko Toronto. Rian przeszła terapię genową w 2019 roku, na krótko przed swoimi 5 urodzinami. Dwa miesiące później po raz pierwszy podniosła głowę. Wkrótce zaczęła używać rąk i sięgać po uściski. Siedem miesięcy po operacji samodzielnie usiadła.

„Kiedy świat walił się wokół nas z powodu COVID, świętowaliśmy w naszym domu, jakby to była największa impreza w naszym życiu, ponieważ Rian po prostu miażdżył tak wiele kamieni milowych, które były niemożliwe przez tak długi czas” – powiedziała jej mama, Shillann Rodriguez-Pena . „Teraz to zupełnie inne życie”.

___

Naukowcy twierdzą, że zanim to podejście stanie się powszechne w przypadku bardziej powszechnych chorób mózgu, należy przezwyciężyć wyzwania.

Na przykład problemem jest czas leczenia. Ogólnie rzecz biorąc, wcześniejszy okres życia jest lepszy, ponieważ choroby mogą powodować kaskadę problemów na przestrzeni lat. Również zaburzenia o bardziej złożonych przyczynach – takie jak choroba Alzheimera – są trudniejsze do leczenia terapią genową.

„Kiedy korygujesz jeden gen, wiesz dokładnie, gdzie jest cel” – powiedział Morris.

Ryan Gilbert, inżynier biomedyczny z Rensselaer Polytechnic Institute w Nowym Jorku, powiedział, że mogą być również problemy z wirusem przenoszącym geny, który może potencjalnie wprowadzać informacje genetyczne w sposób masowy. Gilbert i inni badacze pracują nad innymi metodami dostarczania, takimi jak informacyjne RNA – technologia stosowana w wielu szczepionkach przeciwko COVID-19 – w celu dostarczenia ładunku genetycznego do jądra komórkowego.

Naukowcy badają również sposoby dostarczania terapii genowej do mózgu bez niebezpieczeństw związanych z operacją mózgu. Ale to wymaga obejścia bariery krew-mózg, nieodłącznej blokady zaprojektowanej w celu powstrzymania wirusów i innych zarazków, które mogą krążyć w krwioobiegu poza mózgiem.

Bardziej praktyczną przeszkodą jest koszt. Cena terapii genowych, ponoszona głównie przez ubezpieczycieli i rządy, może sięgać milionów. Na przykład jednorazowa terapia PTC, zwana Upstaza, kosztuje w Europie ponad 3 miliony dolarów.

Ale producenci leków twierdzą, że są zaangażowani w zapewnienie ludziom leczenia, którego potrzebują. Naukowcy są przekonani, że mogą pokonać pozostałe przeszkody naukowe stojące na drodze do tego podejścia.

„Powiedziałbym więc, że terapię genową można wykorzystać w przypadku wielu rodzajów chorób i zaburzeń mózgu” – powiedział Gilbert. „W przyszłości zobaczysz więcej technologii wykonujących tego rodzaju rzeczy”.

Rodziny Rylae-Ann i Rian powiedziały, że mają nadzieję, że inne rodziny zmagające się z wyniszczającymi chorobami genetycznymi pewnego dnia zobaczą przemiany, które oni widzieli. Obie dziewczyny cały czas się rozwijają. Rian bawi się, je różne potrawy, uczy się chodzić i pracuje nad językiem. Rylae-Ann chodzi do przedszkola, zaczęła uczęszczać na lekcje baletu i czyta na poziomie przedszkolaka.

Kiedy jej tata ją podnosi, „podbiega do mnie… po prostu mnie przytula i mówi: 'Kocham cię, tatusiu’. powiedział. „To tak, jakby to był normalny dzień i to wszystko, czego kiedykolwiek chcieliśmy jako rodzice”.

___

Associated Press Health and Science Department otrzymuje wsparcie od Science and Educational Media Group Instytutu Medycznego im. Howarda Hughesa. AP ponosi wyłączną odpowiedzialność za wszystkie treści.