Zdjęcie wykonane w szpitalu przedstawia rączkę dziecka leżącego na łóżku szpitalnym, trzymającą rękę dorosłej osoby. Rączka ma podpięty wenflon.
LINKI AFILIACYJNE

Genetyczny ratunek szyty na miarę

5 minut czytania
Komentarze

Historia KJ Muldoona, niemowlęcia urodzonego w Filadelfii, obiegła świat nauki, niosąc ze sobą nadzieję na rewolucję w leczeniu chorób genetycznych. Chłopiec stał się pierwszą osobą, która otrzymała terapię genową zaprojektowaną specjalnie dla niego, co wielu okrzyknęło początkiem nowej ery w medycynie. Jednak droga do powszechnego stosowania takich spersonalizowanych metod leczenia jest długa i pełna wyzwań. Terapia genetyczna to wciąż olbrzymie wyzwanie. Niemniej czy cywilizacja, której nauka pozwala już zamienić ołów w złoto, ma się poddać?

Gdy geny zawodzą – przypadek KJ

KJ urodził się z rzadką chorobą genetyczną spowodowaną mutacją w obu kopiach genu CPS1. Gen ten odpowiada za produkcję enzymu kluczowego w cyklu mocznikowym, który przekształca toksyczny amoniak (powstający z rozpadu białek) w mocznik, usuwany następnie z organizmu. Bez tego enzymu, poziom amoniaku we krwi gwałtownie rośnie, prowadząc do uszkodzenia mózgu, nerwów, a nawet śmierci. Choroba ta dotyka około 1 na 1,3 miliona osób, a połowa z nich umiera we wczesnym dzieciństwie.

Przeczytaj też: Najlepszy smartwatch dla dzieci. Ranking najciekawszych modeli

Urodzony jako wcześniak, KJ był zbyt mały na przeszczep wątroby – standardową metodę leczenia. Leki i restrykcyjna dieta niskobiałkowa pomagały, ale nie zapobiegały niebezpiecznym skokom poziomu amoniaku. W obliczu zagrożenia życia i trwałego uszkodzenia mózgu, lekarze ze Szpitala Dziecięcego w Filadelfii (CHOP) oraz naukowcy, w tym kardiolog Kiran Musunuru z Uniwersytetu Pensylwanii, podjęli się bezprecedensowego zadania.

CRISPR jako molekularny ołówek

Zespół błyskawicznie opracował i wyprodukował spersonalizowaną terapię genową dla KJ, opartą na technologii CRISPR. Wykorzystano tu tzw. edytor bazowy – precyzyjne narzędzie, które niczym molekularny ołówek potrafi „wymazać” mutację w genie CPS1 i „wpisać” w jej miejsce prawidłową literę kodu DNA. Instrukcje do budowy tego edytora zostały dostarczone do komórek wątroby KJ za pomocą informacyjnego RNA (mRNA), zamkniętego w nanocząsteczkach lipidowych – maleńkich „bańkach mydlanych”, podobnych do tych stosowanych w szczepionkach mRNA przeciw COVID-19.

Cały proces – od projektu po testy (na komórkach w laboratorium, makakach krabożernych i myszach genetycznie zmodyfikowanych tak, by nosiły mutację taką jak KJ) – zajął zaledwie sześć miesięcy. Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA), rozumiejąc krytyczny stan chłopca, zatwierdziła leczenie w ciągu tygodnia od złożenia wniosku.

KJ otrzymał trzy infuzje terapii. Choć nie jest w pełni wyleczony (nie wiadomo, czy wszystkie komórki jego wątroby zostały skorygowane), jego stan znacznie się poprawił: może jeść więcej białka i potrzebuje znacznie mniej leków. Wkrótce ma opuścić szpital, w którym spędził całe swoje dotychczasowe życie.

Przełom indywidualnego podejścia

To, co czyni przypadek KJ tak wyjątkowym, to fakt, że terapia została stworzona od podstaw dla jednego, konkretnego pacjenta i jego unikalnej mutacji. Dotychczasowe terapie genowe, w tym te zatwierdzone do leczenia niedokrwistości sierpowatej, miały charakter „proaktywny” – tworzono lek, a następnie szukano pacjentów z pasującą mutacją. Terapia KJ jest „reaktywna” – najpierw zdiagnozowano pacjenta i jego defekt genetyczny, a dopiero potem zaprojektowano i wyprodukowano lek.

Nie sądzę, żebym przesadzał, mówiąc, że to przyszłość medycyny.

Kiran Musunuru, kardiolog z Uniwersytetu Pensylwanii

– To, co wydarzyło się w CHOP, było w zasadzie narodzinami nowej subspecjalizacji medycznej – dodaje Petros Giannikopoulos, patolog molekularny z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, który brał udział w testowaniu edytora bazowego KJ.

Czy każdą chorobę genetyczną można tak leczyć?

Niestety, prawdopodobnie nie. Szacuje się, że spośród ponad 7000 znanych chorób genetycznych, około 15-20% może być podatnych na korektę przy użyciu obecnych technologii edycji genów. Edytory bazowe świetnie radzą sobie z pojedynczymi „literówkami” w genach.

Bardziej wszechstronne narzędzia, jak edytory primowe (Prime Medicine ogłosiło niedawno sukces w leczeniu innej rzadkiej choroby tą metodą), potrafią naprawiać szerszy zakres mutacji, w tym małe delecje (częściowa utrata materiału genetycznego). W przyszłości być może pomocna będzie AI, tym bardziej że niektórzy przewidują już termin pojawienia się pierwszych leków wygenerowanych przez sztuczną inteligencję.

Kluczowa jest też możliwość dostarczenia terapii do odpowiednich komórek. Najłatwiej dostępne są komórki układu odpornościowego czy krwi (można je pobrać, zmodyfikować w laboratorium i wszczepić z powrotem), a także skóra, oko czy wątroba. Trudniej dotrzeć do nerek czy leczyć choroby obejmujące wiele organów jednocześnie.

Istotny jest również czas interwencji – niektóre choroby mogą wymagać leczenia jeszcze w życiu płodowym, co obecnie jest poza zasięgiem. Konieczne jest też dogłębne zrozumienie, jak dana mutacja prowadzi do choroby.

Wyzwania na drodze do upowszechnienia

Mimo ogromnego potencjału, przed spersonalizowanymi terapiami genowymi piętrzą się poważne przeszkody:

  • regulacje: obecnie terapie genowe zatwierdzane są często dla konkretnej mutacji. Tymczasem jeden gen może mieć setki chorobotwórczych wariantów. Badacze postulują podejście, gdzie ogólna procedura, nośnik i edytor byłyby testowane pod kątem bezpieczeństwa i skuteczności, a następnie dostosowywane do konkretnej mutacji pacjenta.
  • koszty i finansowanie: indywidualnie przygotowywane terapie genowe są niezwykle drogie, co rodzi pytania o refundację. Nawet gdy terapie okazują się skuteczne, firmy często borykają się z brakiem funduszy na przeprowadzenie badań klinicznych niezbędnych do zatwierdzenia przez FDA czy inne organizacje regulacyjne lub na utrzymanie leczenia na rynku. Drastyczne cięcia w finansowaniu badań naukowych również mogą hamować wczesny rozwój terapii genowych.
  • brak know-how: wielu lekarzy chciałoby leczyć pacjentów z chorobami genetycznymi, ale brakuje im specjalistycznej wiedzy i wystandaryzowanych procedur. Tworzone są jednak programy szkoleniowe, które mają pomóc w upowszechnieniu tej wiedzy.

Historia KJ Muldoona to promyk nadziei i dowód na niezwykłe możliwości współczesnej nauki. Jednak zanim spersonalizowane terapie genowe staną się standardem, konieczne będzie pokonanie wielu barier technologicznych, regulacyjnych i ekonomicznych. To dopiero początek długiej, ale niezwykle obiecującej drogi.

Źródło: ScienceNews. Zdjęcie otwierające: Gorodenkoff / Adobe Stock (zdjęcie ilustracyjne)

Część odnośników to linki afiliacyjne lub linki do ofert naszych partnerów. Po kliknięciu możesz zapoznać się z ceną i dostępnością wybranego przez nas produktu – nie ponosisz żadnych kosztów, a jednocześnie wspierasz niezależność zespołu redakcyjnego.

Motyw