Své síly spojila švýcarská společnost CRISPR Therapeutics s americkou biotechnologickou firmou Vertex Pharmaceuticals a společně zahájily testy léku s kódovým označením CTX001. Jeho účinky se opírají o efekty revoluční genetické techniky CRISPR. Obě společnosti společně oznámily předběžné výsledky léčby prvních dvou dobrovolníků. Jeden se na blíže neurčené klinice v Německu léčil z beta-talasémie. Druhá pacientka se podrobila ve Výzkumném ústavu Sarah Cannonové v americkém Nashvillu léčbě srpkové anémie.
Olomoučtí vědci mají špičkovou laboratoř pro čtení DNA rostlin |
Oba pacienti mají poškozený gen pro krevní barvivo hemoglobin. Při srpkové anémii jsou červené krvinky natolik deformované, že se nemohou protlačit cévami, a ty se ucpávají. Nemocní trpí návaly silných bolestí. Narušení krevního oběhu jim poškozuje orgány a ohrožuje je na životě. Lidé postižení beta-talasémií mají v krvinkách kritický nedostatek hemoglobinu. Strádají v důsledku těžké anémie a životně důležité orgány jim devastuje nedostatečný přísun kyslíku.
V obou případech může nemocné vyléčit transplantace kostní dřeně. Pokud však není k dispozici vhodný dárce, jsou vyhlídky pacientů špatné. To byl případ obou dobrovolníků, kteří se zapojili do testů léku CTX001.
Německý pacient podstupoval ročně víc než šestnáct krevních transfuzí, ale i tak byl jeho zdravotní stav vážný. Oproti tomu za tři čtvrtě roku po léčbě nepotřeboval transfuzi ani jednou. Americká pacientka končila v průměru sedmkrát do roka v nemocnici s vážnými oběhovými potížemi. Za devět měsíců, které uběhly od její experimentální léčby, neprodělala ani jednu zdravotní krizi.
Vyřazení „brzdného“ genu
Pro léčbu poruch genu pro hemoglobin se nabízí několik různých přístupů. Nejlogičtější se zdá oprava poškozeného genu tak, aby začal normálně fungovat. Tenhle postup je ale dost komplikovaný.
Italové podrobí testu DNA pramen vlasů Leonarda da Vinci |
Vědci proto zkoušejí vnést do dědičné informace pacientů nenarušený gen pro hemoglobin pomocí virů upravených metodami genového inženýrství. V tomto případě probíhá léčba podobně, jako kdyby automechanik nechal na autě bez povšimnutí rozbitý reflektor a na střechu automobilu namontoval nový funkční světlomet. Pacient získá ke svému poškozenému genu i jeho funkční „výtisk“. Tento postup není bez rizika, protože genetici nemají kontrolu nad tím, kam geneticky modifikovaný virus vloží ozdravný gen. Pokud se tento gen vmáčkne do pacientovy DNA na nesprávném místě, může to mít za následek třeba nádorové bujení.
Lék CTX001 využívá technologie CRISPR, která dovoluje provést na přesně vybraném místě dědičné informace střih do dvojité šroubovice DNA. Buňka sice takto vzniklou díru spraví, ale dopouští se přitom chyb. Pokud vědci zacílí CRISPR na vybraný gen, mohou ho tímto zásahem vyřadit z činnosti.
Konkrétně tedy lék CTX001 směřuje CRISPR na gen BCL11A. Ten má v lidské dědičné informaci na starosti vypínání genu zajišťujícího produkci zvláštní formy krevního barviva v embryu a plodu. Gen BCL11A tvorbu tohoto tzv. fetálního hemoglobinu krátce po narození „vypne“. Fetální hemoglobin je pak v těle dítěte nahrazen produkcí „dospělého“ krevního barviva. Pacienti se srpkovou anémií nebo beta-talasémií se dostávají záhy po narození do problémů, protože se jim gen pro fetální hemoglobin vypne a gen pro „dospělé“ krevní barvivo nefunguje správně.
Obnovený hemoglobin
Lékaři se pokusili oběma pacientům obnovit produkci fetálního hemoglobinu. Odebrali jim buňky kostní dřeně a vpravili do nich CRISPR zacílený na gen BCL11A. V mnoha buňkách se CRISPR do genu naboural, vyřadil jej z činnosti, a obnovil tím produkci fetálního hemoglobinu.
Takto upravenými buňkami lékaři při transplantaci nahradili defektní kostní dřeň pacientů a doufali, že fetální hemoglobin zastoupí defektní „dospělé“ krevní barvivo. Předběžné propočty naznačovaly, že se nemocným výrazně uleví, když dojde k náhradě defektního hemoglobinu alespoň ze čtvrtiny.
První výsledky překonaly všechna očekávání. Americká pacientka má fetální hemoglobin v 95 procentech svých červených krvinek. Podíl fetálního hemoglobinu na celkovém množství krevního barviva se v jejím těle vyšplhal na 47 procent a dále roste. Německý pacient už má fetální hemoglobin prakticky ve všech červených krvinkách a fetální forma krevního barviva už mu nahradila defektní „dospělý“ hemoglobin z 85 procent.
Dlouhý lékařský dohled
Lékaři zdůrazňují, že pacienti ještě nemají vyhráno. Zatím není jasné, jak dlouho pozorované zlepšení vydrží a zda se neobjeví nějaké komplikace. Oba dobrovolníci by proto měli zůstat pod lékařským dohledem ještě patnáct let.
Výsledky léčby jsou však natolik povzbudivé, že ji brzy podstoupí další dobrovolníci. Léčbě beta-talasémie se podrobí 45 nemocných z Kanady, Německa a Británie. Srpkovou anémii budou u 45 pacientů léčit ve Spojených státech, Kanadě a v některých evropských zemích.
CRISPR není příslibem jen pro léčbu dědičných chorob. Velké naděje vkládají lékaři do přesně cílených střihů do DNA v boji proti zhoubným nádorům. Pacientům s rakovinou vzdorující stávajícím léčebným metodám odeberou buňky imunitního systému a ty pak v laboratoři upraví pomocí CRISPR tak, aby směřovaly své útoky přednostně proti nádorovým buňkám.
První klinické testy na pacientech se sarkomem, zhoubným melanomem a mnohočetným myelomem potvrdily, že geneticky upravené bílé krvinky skutečně napadají nádor a neškodí zdravým buňkám těla. Několik měsíců po léčebném zákroku zůstává zdravotní stav pacientů dobrý. Nakolik se u nich podařilo nemoc zlikvidovat, však zatím nelze říct.
Ve světě probíhá hned několik podobných klinických zkoušek léčby rakoviny pomocí CRISPR. Většina z nich se odehrává v Číně a o jejich průběhu či výsledcích chybějí bližší informace.
