Czas czytania: 4 minuty

[Previous: The coming age of genetic therapy]

Żyjemy u zarania nowej, rewolucyjnej ery medycyny. Wielka Brytania właśnie zatwierdziła i oczekuje się, że Stany Zjednoczone zatwierdzą pierwszy lek na anemię sierpowatokrwinkową polegający na edycji genów:

Wczoraj brytyjskie organy regulacyjne po raz pierwszy na świecie zatwierdziły terapię wykorzystującą technikę edycji genów CRISPR. Podejście to leczy dwie dziedziczne choroby krwi, w tym niedokrwistość sierpowatokrwinkową, która dotyka głównie ludzi pochodzenia afrykańskiego, poprzez modyfikację komórek macierzystych krwi pacjenta w laboratorium i zwrócenie ich.

…W badaniach klinicznych wszystkie z 29 osób, które otrzymały leczenie na anemię sierpowatokrwinkową, z wyjątkiem jednej, zaczęły wytwarzać hemoglobinę płodową i nie miały już silnych epizodów bólowych; oraz 39 z 42 pacjentów, którzy otrzymali go z powodu powiązanej choroby, beta-talasemii, nie potrzebowało już transfuzji krwi, aby uniknąć ciężkiej anemii. W przeciwieństwie do przeszczepów szpiku kostnego, jedynego dostępnego leku na te choroby, jeśli uda się znaleźć pasującego dawcę, wlew własnych, edytowanych komórek pacjenta nie stwarza ryzyka odrzucenia przez układ odpornościowy.

„Wielka Brytania zatwierdza pierwszą w historii terapię CRISPR, lek na niedokrwistość sierpowatokrwinkową i beta-talasemię”. Jocelyn Kaiser, Nauka16 listopada 2023 r.

Jak zapewne wiesz, niedokrwistość sierpowatokrwinkowa jest chorobą genetyczną spowodowaną mutacją w hemoglobinie – białku transportującym tlen we krwi. Mutacja ta występuje najczęściej wśród osób pochodzenia afrykańskiego i utrzymuje się, ponieważ ma selektywną przewagę. Osoba posiadająca jedną kopię genu ma dodatkową odporność na malarię, która jest jedną z największych plag ludzkości.

Ale osoba posiadająca dwie kopie ma nieprawidłowe czerwone krwinki w kształcie sierpa. Zniekształcone komórki zatykają się w małych naczyniach włosowatych i odcinają przepływ krwi, powodując bolesny ból, anemię, uszkodzenie narządów i skrócenie życia.

Anemię sierpowatą wywołuje polimorfizm pojedynczego nukleotydu: litera A zmieniona na literę T w jednym z genów kodujących składnik hemoglobiny. Zakładałem, że leczenie przywróci ten gen do prawidłowej postaci, ale to nie tak działa.

Zamiast tego naukowcy wykorzystują CRISPR do wyłączenia innego genu BCL11A, który kontroluje produkcję innego rodzaju hemoglobiny, która zwykle jest aktywna tylko u płodów i niemowląt.

Po wyłączeniu tego genu regulacyjnego organizm zaczyna wytwarzać hemoglobinę płodową, która przejmuje rezerwę na wadliwą formę. Jako bonus, ta zmiana leczy również beta-talasemię, pokrewne zaburzenie, którego organizm nie wytwarza wystarczająco hemoglobina.

Koszty i wady

Na rynku istniały już terapie genetyczne, na przykład stosowane w leczeniu choroby zwanej rdzeniowym zanikiem mięśni, w przypadku hemofilii lub w przypadku rzadkiej formy ślepoty. Terapie te opierają się na wektorach wirusowych w celu dostarczenia utrwalonej kopii wadliwego genu.

Jednak ta metoda ma pewne wady. Czasami układ odpornościowy sygnalizuje wirusa i atakuje go, co powoduje niepowodzenie leczenia. Ponadto najpopularniejszy wektor wirusowy do terapii genetycznej, wirus związany z adenowirusem, czyli AAV, nie integruje nowego genu z genomem komórki, ale osadza go w postaci swobodnie pływającego pakietu zwanego episomem.

Jest to w pewnym sensie korzystne. Pozwala uniknąć ryzyka insercji wirusa zakłócającej istniejący gen, co może powodować raka i inne problemy. Ale oznacza to również, że gdy komórki dzielą się i umierają, nowy gen zostaje rozrzedzony. To sprawia, że ​​terapia ta najlepiej nadaje się do długowiecznych typów komórek, które podlegają niewielkiej rotacji, takich jak neurony.

Terapie CRISPR powinny unikać tych problemów. Lekarze pobierają szpik kostny pacjenta, odfiltrowują komórki macierzyste i dokonują edycji genetycznej. Podobnie jak w przypadku każdego innego przeszczepu szpiku kostnego, pacjent musi zostać poddany chemioterapii, aby zniszczyć pierwotne komórki macierzyste, tak aby zmienione komórki po przetoczeniu z powrotem do organizmu uzyskały oparcie i zaczęły się namnażać. Być może będą musieli spędzić w szpitalu nawet miesiąc, aby upewnić się, że nowe komórki zostały przyjęte.

Pełny cykl leczenia może kosztować nawet 2 miliony dolarów. Ta cena jest dużym obciążeniem nawet dla bogatych krajów i jest daleko poza zasięgiem krajów rozwijających się. Jednak nadal może być opłacalne, jeśli przywraca dziesięciolecia zdrowego, bezbolesnego życia.

Inną wadą jest to, że tego podejścia nie można jeszcze zastosować w przypadku innych rodzajów chorób genetycznych. Choroby krwi, takie jak niedokrwistość sierpowatokrwinkowa, są najłatwiejsze do leczenia, ponieważ łatwo jest pobrać komórki z krwi lub szpiku kostnego, poddać je edycji w laboratorium i ponownie przetoczyć. To nie zadziała w przypadku innych narządów. Święty Graal jest na żywo leczenie – ukierunkowana edycja DNA wewnątrz organizmu.

Jak daleko i szybko

Mimo to nie powinniśmy przeoczyć tego, jak daleko zaszliśmy i jak szybko. Nagrodzona Nagrodą Nobla praca autorstwa Jennifer Doudny i Emmanuelle Charpentier, która wykazała użyteczność CRISPR jako narzędzia do edycji genów, została opublikowana dopiero w 2012 roku. Od laboratoryjnego potwierdzenia słuszności koncepcji do zatwierdzonego leczenia u ludzi zajęło zaledwie jedenaście lat, co było niesamowicie szybkie czas realizacji według standardów naukowych.

Jesteśmy także u początków medycyny genetycznej. Możemy być pewni, że każde laboratorium akademickie i firma farmaceutyczna inwestują pieniądze w ulepszanie tych technik i poszerzanie ich zasięgu. Edycja genów będzie coraz lepsza, tańsza i łatwiejsza. Inne podejście eksperymentalne, zwane edycją pierwszoplanową, może pozwolić na wprowadzenie bardziej precyzyjnych zmian niż obecne terapie CRISPR.

Jeśli ta obietnica zostanie spełniona, wkrótce będziemy w stanie wyleczyć od podstaw inne straszne choroby, takie jak progeria czy zespół Tay-Sachsa. Możemy spodziewać się dnia – być może nie tak odległego, jak nam się wydaje – kiedy edycja genetyczna stanie się rutyną. Kiedy ten dzień nadejdzie, nasze zdrowie będzie w pełni pod naszą kontrolą, a nie kaprysami losu, a choroby genetyczne staną się przeszłością.

Powiązany