Po tym, jak demencja zabiła jej matkę, badaczka medyczna szuka lekarstwa
Chcąc uchronić się przed rzadką chorobą mózgu, pomogła odkryć metodę leczenia, która może pomóc milionom innych osób.
Przełomowe badanie nad terapią genową przywraca słuch maluchowi
Brytyjskie badanie dotyczące terapii genowej skutecznie przywróciło słuch małemu dziecku.
bez marki – Newsworthy
CAMBRIDGE, Massachusetts – Sonia Vallabh bezradnie patrzyła, jak jej 51-letnia matka szybko popada w demencję i umiera. Nie minęło dużo czasu, zanim Vallabh zdała sobie sprawę, że jej przeznaczeniem jest ten sam rzadki los genetyczny.
Vallabh i jej mąż zrobili to, co każdy chciałby zrobić na ich miejscu: postanowili walczyć.
Uzbrojeni w niewiele więcej niż niesamowity intelekt i determinację wyruszają na podbój jej przeznaczenia.
Dwanaście lat później podjęli ważny krok w tym kierunku, znajdując sposób na wyłączenie wystarczającej liczby sygnałów genetycznych, aby powstrzymać chorobę.
A próbując uratować Vallabha, mogą uratować także wielu, wielu innych.
W artykule opublikowanym w czwartek w prestiżowym czasopiśmie Science Vallabh i jej mąż Eric Minikel oraz ich współautorzy proponują sposób na powstrzymanie chorób mózgu, takich jak ta, która zabiła jej matkę.
To samo podejście powinno działać również przeciwko chorobom takim jak Huntington, Parkinson, ALS, a nawet Alzheimer, które są wynikiem gromadzenia się toksycznych białek. Jeśli zadziała tak dobrze, jak sądzą, może być również przydatne przeciwko szerokiej gamie innych chorób, które można leczyć, wyłączając geny.
„To nie musi być mózg. Mogą to być mięśnie. Mogą to być nerki. Może to być naprawdę dowolne miejsce w ciele, w którym wcześniej nie byliśmy w stanie z łatwością wykonywać tych czynności” – powiedziała dr Kiran Musunuru , kardiolog i genetyk z Perelman School of Medicine na Uniwersytecie Pensylwanii, który nie był zaangażowany w badania, ale napisał opinię dołączoną do artykułu.
Jak dotąd udowodniono to tylko na myszach.
„Dane są dobre, jak na razie” – powiedziała Vallabh w tym tygodniu ze swojego biura w Broad Institute of Harvard i MIT, gdzie pracowała od czasu uzyskania doktoratu na Harvardzie. Ukończyła już prawo na uniwersytecie, ale ona i Minikel, wówczas planista transportu, oboje kontynuowali naukę biologii po śmierci jej matki. Teraz pracują razem w Broad.
„Jesteśmy dalecy od tego, by to był lek” – powiedział Vallabh. „Zawsze, zawsze jest powód do ostrożności. Niestety, wszystko jest bardziej prawdopodobne, że się nie powiedzie, niż że się powiedzie.
„Ale istnieje uzasadniony powód do optymizmu”.
Straszna choroba
Choroba, która zabiła matkę Vallabha, należała do grupy schorzeń zwanych chorobami prionowymi. Należą do nich choroba szalonych krów, która atakuje głównie bydło, trzęsawka, która atakuje owce, oraz choroba Creutzfeldta-Jakoba, która zabija około 350 Amerykanów rocznie – większość w ciągu kilku miesięcy od wystąpienia pierwszych objawów.
Choroby te powstają, gdy białko prionowe znajdujące się we wszystkich normalnych mózgach zaczyna z jakiegoś powodu, jeszcze nieznanego, nieprawidłowego fałdowania.
„Choroba prionowa może dotknąć każdego” – powiedział Vallabh, zaznaczając, że ryzyko zachorowania na nią w populacji ogólnej wynosi 1 na 6000.
Choć choroby prionowe są w niektórych przypadkach zaraźliwe, przeprowadzone na początku tego roku federalne badanie wykazało, że mało prawdopodobne jest, aby przewlekła wyniszczająca choroba, występująca u jeleniowatych i łosi, przenosiła się na ludzi spożywających mięso chorych zwierząt.
W przypadku Vallabha przyczyna jest genetyczna. Po śmierci matki Vallabh odkryła, że jest nosicielką tego samego wariantu genu, który spowodował chorobę jej matki, co oznacza, że na pewno na nią zachoruje.
Pytanie tylko kiedy.
„Wiek zachorowania jest niezwykle nieprzewidywalny” – powiedział Vallabh. „Wiek, w którym u Twojego rodzica wystąpiła choroba, tak naprawdę niczego nie przewiduje”.
Jak działa narzędzie do edycji genów
Vallabh i Minikel zwrócili się do kolegów z Whitehead Institute, instytutu badań biomedycznych obok Broad. Poprosili o współpracę nad nowym podejściem do edycji genów, aby wyłączyć gen choroby Vallabha. Technika opracowana przez naukowców z Whitehead nazywa się CHARM (ang. Coupled Histone tail Autoinhibition Release of Methyltransferase).
Podczas gdy poprzednie narzędzia do edycji genów opisywano jako nożyczki lub gumki, Musunuru opisał CHARM jako regulator głośności, umożliwiający naukowcom dostrojenie genu w górę lub w dół. Ma trzy zalety w porównaniu z poprzednimi strategiami, powiedział.
Urządzenie jest malutkie, więc z łatwością mieści się w wirusie potrzebnym do jego dostarczenia. Inne narzędzia do edycji genów, takie jak CRISPR, są większe, co oznacza, że należy je rozbić na kawałki, a do dostarczenia tych fragmentów do mózgu potrzeba znacznie więcej wirusa, co grozi niebezpieczną reakcją immunologiczną.
Urok, powiedział Musunuru, „łatwiej jest dostarczyć do trudnych do dostarczenia przestrzeni, takich jak mózg”.
Wydaje się, że przynajmniej u myszy dotarł do całego mózgu, powodując pożądaną zmianę genetyczną bez innych, niepożądanych, powiedział Musunuru.
I w końcu zespół badawczy znalazł sposób na wyłączenie edytora genów po zakończeniu pracy. „Jeśli zostanie, istnieje potencjalne ryzyko genetycznych szkód” — powiedział Musunuru.
Jeden strzał na bramkę
Podczas gdy naukowcy, w tym Vallabh, nadal pracują nad udoskonaleniem tej metody, czas Vallabha i innych naukowców się nie kończy.
Obecnie nie ma skutecznego leczenia, a jeśli jego opracowanie zajmie zbyt dużo czasu, Vallabh przegapi swoje okno. Gdy proces chorobowy się rozpocznie, jak rozpędzony pociąg, o wiele trudniej będzie go zatrzymać, niż po prostu wyłączyć gen.
Im więcej białka prionowego w mózgu, tym większe prawdopodobieństwo jego nieprawidłowego sfałdowania. Im bardziej prawdopodobne jest rozprzestrzenienie się choroby, w procesie, który przejmuje naturalną formę białka i przekształca ją w formę toksyczną.
Dlatego też pozbycie się ich jak największej ilości ma sens, powiedział Jonathan Weissman, starszy autor badania, który kieruje laboratorium Whitehead.
„Biologia jest naprawdę jasna. Potrzeba (leczenia) jest tak przekonująca” – powiedział Weissman.
Każda komórka w mózgu ma gen do wytwarzania białka prionowego. Weissman uważa, że wyciszając nawet 50% tych genów, może zapobiec chorobie. U myszy CHARM wyciszył do 80% do 90%.
„Wymyśliliśmy, co dostarczyć. Teraz musimy wymyślić, jak to dostarczyć” – powiedział.
Inny współautor artykułu, Ben Deverman z Broad, opublikował pod koniec zeszłego roku badanie wykazujące, że może wprowadzić do mózgu wirusa przenoszącego terapię genową. Inni opracowują inne systemy dostarczania wirusów.
Vallabh i Minikel zabezpieczyli się, pomagając w opracowaniu tzw. oligonukleotydu antysensowego, czyli ASO, który wykorzystuje inną ścieżkę, aby powstrzymać gen przed wytwarzaniem białka prionowego.
ASO, które jest we wczesnych badaniach na ludziach przez firmę Ionis Pharmaceuticals, wymaga regularnego leczenia, a nie jednorazowej terapii genowej. Rekrutacja do tego badania musiała zostać wstrzymana w kwietniu, ponieważ liczba potencjalnych wolontariuszy przekroczyła liczbę dostępnych miejsc.
Terapia spersonalizowana: Ta ratująca życie terapia została zaprojektowana dla jednej osoby. Czy może być przyszłością opieki medycznej?
Vallabh sama nie jest jeszcze gotowa na rozpoczęcie leczenia.
„Ma jeden strzał na bramkę” – powiedział Musunuru. „W pewnym momencie będzie musiała zdecydować, jaka jest najlepsza strategia”.
Tymczasem zegar, którego Vallabh nie widzi, wciąż odmierza czas do nadejścia pory deszczowej.
Ona i Minikel są niezwykle zajęci swoimi badaniami, a także ich córką, która ma prawie 7 lat, i 4-letnim synem – oboje urodzeni dzięki zapłodnieniu in vitro i preimplantacyjnym testom genetycznym, aby upewnić się, że nie odziedziczą jej genetycznej klątwy. (Mieli ogromne szczęście, zauważa Vallabh, że mieszkają w Massachusetts, gdzie zapłodnienie in vitro jest przynajmniej „dostępne” finansowo).
„Przed nami góra” – powiedział Vallabh o drodze do wyleczenia. „Wciąż jest wiele przeszkód, wciąż jest wiele do odkrycia”.
Z Karen Weintraub można się skontaktować pod adresem kweintraub@usatoday.com.
