Μια νέα στρατηγική γονιδιακής επεξεργασίας μπορεί κάποια μέρα να βοηθήσει πολλούς ανθρώπους με σπάνιες γενετικές ασθένειες.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, οι ερευνητές αναφέρουν ότι μια νέα προσέγγιση θα μπορούσε να κάνει τις μελλοντικές θεραπείες ευκολότερες και λιγότερο δαπανηρές στην ανάπτυξη, ειδικά για παθήσεις που προκαλούνται από έναν συγκεκριμένο τύπο γενετικού σφάλματος.
«Σκοπίμως παραλείπουμε τον πιο προφανή τρόπο θεραπείας ενός ασθενούς — την αποκατάσταση της ατομικής του μετάλλαξης στην κανονική αλληλουχία», δήλωσε ο κύριος συγγραφέας David Liu, βιολόγος στο Broad Institute και στο Harvard της Βοστώνης, στην εφημερίδα The New York Times.
Αντ’ αυτού, είπε, ο στόχος είναι μια τεχνική «ανεξάρτητη από τη νόσο» που «θα μπορούσε να θεραπεύσει πολύ περισσότερους ασθενείς, ανεξάρτητα από τη μετάλλαξη που έχουν».
Περισσότερες από 7.000 σπάνιες γενετικές ασθένειες επηρεάζουν λιγότερους από 200.000 ανθρώπους η καθεμία στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ωστόσο, συνολικά, επηρεάζουν 30 εκατομμύρια Αμερικανούς και 400 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως.
Η μελέτη, η οποία χρηματοδοτήθηκε από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας και ακαδημαϊκά ιδρύματα, επικεντρώνεται στις μεταλλάξεις χωρίς νόημα, οι οποίες δημιουργούν ένα πρόωρο σήμα «διακοπής» σε ένα γονίδιο. Αυτό εμποδίζει την παραγωγή μιας πλήρους πρωτεΐνης. Αυτές οι ελαττωματικές πρωτεΐνες προκαλούν ή συμβάλλουν σε πολλές σπάνιες διαταραχές.
Αντί να διορθώσει κάθε μετάλλαξη μία προς μία, η ομάδα του Liu σχεδίασε ένα ειδικό μόριο που ονομάζεται κατασταλτικό tRNA. Αυτό το μόριο βοηθά τα κύτταρα να αγνοήσουν το ανεπιθύμητο σήμα διακοπής και να δημιουργήσουν μια πλήρη πρωτεΐνη.
Αντί να δημιουργήσουν «μια καλύτερη ποντικοπαγίδα, εφηύραν μια γάτα», δήλωσε στην εφημερίδα The Times ο Fyodor Urnov, ειδικός στη γονιδιακή επεξεργασία στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Χρησιμοποιώντας μια τεχνική από το εργαστήριο του Liu, γνωστή ως prime editing, οι ερευνητές εισήγαγαν το νέο κατασταλτικό tRNA στα κύτταρα για να αντικαταστήσει ένα αχρησιμοποίητο tRNA.
Η νέα επεξεργασία, που ονομάζεται PERT (prime editing-mediated readthrough of premature termination codons), δεν προκάλεσε λάθη ή τοξικότητα κατά τη διάρκεια των δοκιμών.
Οι επιστήμονες δοκίμασαν τη μέθοδο σε ανθρώπινα κυτταρικά μοντέλα της νόσου Batten, της νόσου Tay-Sachs, της κυστικής ίνωσης και της νόσου Niemann-Pick τύπου C1, καθώς και σε ένα μοντέλο ποντικού με σύνδρομο Hurler.
Σε κάθε περίπτωση, τα κύτταρα αποκατέστησαν τη λειτουργία των πρωτεϊνών σε επίπεδα που αναμένεται να ανακουφίσουν τα συμπτώματα.
Περίπου το 30% των γενετικών παθήσεων προκαλούνται από πρόωρα σήματα διακοπής, δήλωσε ο Liu, αλλά δεν έχουν όλοι οι ασθενείς με την ίδια πάθηση αυτόν τον τύπο παραλλαγής.
Ωστόσο, οι ειδικοί λένε ότι ο πιθανός αντίκτυπος είναι μεγάλος και, μεταξύ άλλων, θα μπορούσε να βοηθήσει:
- 10% έως 15% των ατόμων με μυϊκή δυστροφία Duchenne ή κυστική ίνωση
- 252.000 ασθενείς με νόσο Stargardt
- 31.000 ασθενείς με φαινυλκετονουρία
Η ανάπτυξη εργαλείων γονιδιακής επεξεργασίας σε όλα τα κύτταρα που τα χρειάζονται, ειδικά σε όργανα όπως ο εγκέφαλος ή οι πνεύμονες, παραμένει ένα σημαντικό εμπόδιο, σύμφωνα με τους ειδικούς.
«Δεν είναι σαφές πώς θα μεταφερθεί η επιστήμη στους ασθενείς, δεδομένου ότι η συντριπτική πλειοψηφία των 400 εκατομμυρίων ανθρώπων σε αυτόν τον κόσμο με γενετικές ασθένειες πάσχει από ασθένειες που είναι πολύ σπάνιες για να μπορέσουν οι εταιρείες να ανακτήσουν το κόστος ανάπτυξης φαρμάκων», σημείωσε ο Liu.
Ο Richard Lifton του Πανεπιστημίου Rockefeller στη Νέα Υόρκη δήλωσε ότι η μεγαλύτερη επιστημονική πρόκληση είναι να καταλάβουμε «Πώς μπορείτε να το μεταφέρετε σε όλα τα κύτταρα του σώματος που πρέπει να διορθωθούν για να αποφευχθούν οι χειρότερες συνέπειες της νόσου;»
Άλλες πρόσφατες δοκιμές γονιδιακής επεξεργασίας δείχνουν γιατί απαιτείται προσοχή. Ενώ ορισμένες εξατομικευμένες θεραπείες γονιδιακής επεξεργασίας έχουν δείξει υποσχέσεις, μια κλινική δοκιμή της Intellia Therapeutics κατέληξε με το θάνατο ενός ασθενούς.
Ο Urnov δήλωσε ότι η νέα μέθοδος αντιπροσωπεύει «ένα θεμελιωδώς νέο είδος κινητήρα», αλλά πρόσθεσε ότι «πριν μπορέσει κανείς να πετάξει, πρέπει να εφεύρει ένα ειδικό είδος αεροπλάνου».
