Leczymy genami

Pisząc o najnowszych osiągnięciach medycyny, siłą rzeczy często przedstawiamy wyniki eksperymentów na pojedynczych komórkach, ewentualnie na myszach. Bywa też tak, że opisujemy budzące ogromne wątpliwości etyczne eksperymenty, takie jak powstawanie komórek hybryd ludzko-zwierzęcych albo modyfikowanie genów u ludzkich zarodków. Tak było w zeszłym roku, kiedy Lulu i Nany, chińskim bliźniaczkom, usunięto z DNA gen CCR5, odpowiedzialny za wrażliwość na wirusa HIV. Zrobiono to wtedy, gdy dziewczynki były jeszcze embrionami. Twórcą tych „udoskonalonych zarodków”, które są dziś żywymi (miejmy nadzieję) dziećmi, był biofizyk He Jiankui. Ten zapadł się jednak pod ziemię, jest uwięziony lub schowany gdzieś przez chińskie władze, oficjalnie oburzone jego działaniami.

Potężne narzędzie

Genetyka daje nam dzisiaj rozmaite narzędzia. Jednym z nich jest skuteczna i prosta metoda edycji genów CRISP-R/Cas9, o której pisano w „Gościu” już wiele razy. Czym innym jest jednak – z punktu widzenia etyki, bo z punktu widzenia technik inżynierii genetycznej absolutnie nie – ingerowanie w zapis DNA zarodka ludzkiego, a czym innym w komórki macierzyste obecne w naszych ciałach przez całe życie. Komórki macierzyste pozostają – niezależnie od naszego wieku – w stanie niejako embrionalnym, zdolnym do rozwoju we wszelkie, lub w konkretne, typy tkanek. To z nich powstają non stop nasze złuszczające się statystycznie co dwa miesiące nabłonki jelitowe czy czerwone ciałka (erytrocyty) naszej krwi. Erytrocyty żyją około miesiąca i nawet nie mają dojrzałego jądra komórkowego. I choć ich rolą jest transport tlenu do komórki i transport dwutlenku węgla z komórki, bywa, że nie spełniają one swojego obowiązku. Jednym z takich schorzeń jest anemia sierpowata, która wynika z mutacji w jednym z genów. Ta zmiana powoduje, że powstaje hemoglobina z mniejszą zdolnością wiązania tlenu. Co gorsza, wadliwa hemoglobina skleja się, w wyniku czego powstają zdeformowane – sierpowate – krwinki. Skutkuje to ciągłym niedotlenieniem organizmu i strasznym bólem. Poza częstymi transfuzjami krwi i podawaniem leków przeciwbólowych do tej pory właściwie nic nie można było dla tych chorych zrobić.

Przełom?

Na początku grudnia ogłoszono jednak, że u 34-letniej Amerykanki, Victorii Grey, przeprowadzono skuteczną terapię genową. Jak to zrobiono? Wyglądało to nieco podobnie jak przeszczep szpiku kostnego, ale z elementem wykorzystania metody CRISP-R/Cas9. W tym wypadku niezbędne było pozyskanie ze szpiku pani Grey komórek macierzystych jej krwinek. Całą resztę jej szpiku zniszczono. W tym czasie szkockie laboratorium specjalizujące się w edycji DNA komórek macierzystych krwi wykorzystało inżynierię genetyczną do naprawienia mutacji genu powodującego anemię sierpowatą. Uzyskawszy zmienione (naprawione) komórki macierzyste krwi, wszczepiono je pacjentce. Po sześciu miesiącach lekarze poinformowali, że pani Grey produkuje wyłącznie prawidłowe krwinki czerwone. Oznacza to pełne i, miejmy nadzieję, trwałe wyleczenie. Oczywiście odpowiedzialny za przebieg terapii dr Haydar Frangoul z Sarah Cannon Research Institute w Nashville podkreśla, że to jest wyleczenie jednego pacjenta, a więc nadal faza eksperymentu, a nie jakiejś powszechnie dostępnej klinicznie terapii, ale… fakty są takie, że pani Grey wróciła do domu i już nie potrzebuje transfuzji. W 2019 r. podobną metodą została u 19-letniej Niemki wyleczona inna choroba krwi, beta-talasemia. Teraz terapia ta jest na etapie uzyskiwania stosownych pozwoleń na wprowadzenie do praktyki medycznej.

Na razie myszy

Czy tak zaawansowane (bio)- technologicznie terapie są drogie? Tak. Nie mówimy o uniwersalnym zastrzyku, który uleczy wszystkich chorych, czy o tabletce, którą wystarczy połknąć i popić szklanką wody. Mówimy o terapii zindywidualizowanej i opartej na inżynierii genetycznej oraz hodowlach tkankowych. Z drugiej strony koszty kilkunastu transfuzji krwi rocznie przez kilkadziesiąt lat życia są wyższe, stąd może się okazać, że terapie genowe ratujące ludzi cierpiących na choroby krwi dość szybko wejdą do praktyki lekarskiej. Gdy jakaś choroba jest związana z błędem (mutacją) w jednym tylko genie, sprawa jest stosunkowo prosta. Niestety, wiele chorób jest wynikiem błędów w wielu punktach sekwencji DNA. Wtedy terapia wymaga innego podejścia niż CRISP-R/Cas9. W sierpniu 2019 r. na łamach „Cell Research” doniesiono, że specjaliści z Instytutu Salka w La Jolla w Kalifornii zdolni są za pomocą nowo opracowanej przez siebie metody modyfikacji DNA, zwanej SATI, poradzić sobie z sytuacjami, gdzie CRISP-R/Cas9 jest bezradne. Gdy na przykład za chorobę odpowiedzialne są wielokrotne powtórzenia jakiejś sekwencji lub mutacja jest umieszczona między sekwencjami powtórzonymi, CRISP-R jest skazany na porażkę. W Instytucie Salka udało się wyleczyć progerię – genetyczny syndrom przedwczesnego starzenia się. No ale tu wracamy do początku tego tekstu. Na razie bowiem udało się to osiągnąć jedynie na myszach.•