Molekuláris betegségre molekuláris terápia

1949-ben, a kóros hemoglobin molekulaszerkezetében felfedezett hiba után a modern szerkezeti kémia és a molekuláris biológia egyik megalapozója, Linus Pauling deklarálta, hogy a sarlósejtes vérszegénység az első felismert molekuláris betegség. Most, 70 év elteltével, úgy tűnik, hogy sikerült a kórképre génsebészeti módszerekkel molekuláris terápiát kifejleszteni, írja Haidi Ledford. A Nature magazinjának tudományos ismeretterjesztő újságírója két olyan kutatócsoport munkájáról számol be, akik egymástól függetlenül, két különböző módszerrel értek el sikert sarlósejtes vérszegénység gyógyításában, és tanulmányuk egymás mellett jelent meg a New England Journal of Medicine legutóbbi számában. Mindkét – egyesült államokbeli – kutatócsoport a hemoglobin egy alternatív formája, a magzati hemoglobin termelésének születés utáni újraindítását tűzte ki célul.

Haydar Frangoul és munkatársai a CRISPR-Cas9 génszerkesztő eszköz alkalmazásával elsőként publikáltak olyan eredményt, ami igazolta, hogy a génszerkesztés használható az öröklődő betegség kezelésében. Közleményük ezért egyben e technológia proof-of-concept tanulmányának is számít (CRISPR-Cas9 Gene Editing for Sickle Cell Disease and β-Thalassemia). A másik tanulmányban Erica B. Esrick és munkatársai arról számoltak be, hogy a magzati hemoglobin génjét kikapcsoló gén mRNS-ét egy komplementer RNS-szakasz segítségével csendesítették el (Post-Transcriptional Genetic Silencing of BCL11A to Treat Sickle Cell Disease). Mindkét módszerrel sikerült elejét venni a sarlósejtes vérszegénységgel, illetve β-thalassemiával járó fájdalomkríziseknek.

Az autoszómális recesszív öröklésmenetű sarlósejtes vérszegénység és β-thalassemia a leggyakoribb monogénesen öröklődő betegségek közé tartoznak. Mindkét betegség a tetramer fehérje hemoglobin egyik alegység-proteinje, a β-globin hibájából alakul ki, a két betegség esetében a pontmutáció a β-globin génjének más-más nukleotidbázisát érinti. A sarlósejtes vérszegénység súlyos formájában (azaz a mutációra homozigóta betegek esetében) a deformált vörösvértestek összecsapódva eltorlaszolják az ereket, fájdalomepizódokat és szervkárosodást okoznak. A súlyos, homozigóta β-thalassemia esetén nem képződik β-globin, a kialakuló mikrocytás anaemia szintén fájdalomepizódokkal és szervkárosodással jár. Évente világszerte 300.000 embert diagnosztizálnak a sarlósejtes vérszegénység súlyos formájával, míg 60.000 embert súlyos β-thalassemiával; kezelés nélkül mindkét betegség homozigóta formája fejlődési rendellenességekhez és korai halálhoz vezet.

Mindkét kórkép kezelhető csontvelő-transzplantációval, azonban a legtöbb beteg esetében nem találnak megfelelő donort, írja a Nature-cikk. Az elmúlt pár évben számos génterápiás módszerrel indultak kísérletek, így tavaly az EU-ban a β-thalassemia kezelésére fogadtak be egy vírusvektort használó génterápiás eljárást, ami a β-globin génjének működő kópiáját juttatja a vörösvértesteket termelő őssejtekbe, és hasonló megközelítést alkalmazó klinikai vizsgálatok sarlósejtes vérszegénység esetén is folynak az USA-ban. Ezeknek a génterápiás módszereknek a hatására egészséges felnőtt típusú hemoglobin szintetizálódik, ami két a- és két β-globin láncból tevődik össze.

A génszerkesztést és az RNS-technológiát használó génterápiás módszerek más megközelítést alkalmaznak: nem a működő gén kópiáját juttatnak be a hematopoetikus őssejtekbe, hanem egy olyan hemoglobin-alegység termelését serkentik, ami normális esetben csak a magzatban expresszálódik (c-globin). Mindkét új módszerrel a magzati hemoglobin-láncot kódoló gén működését kikapcsoló gént (BCL11A) veszik célba: a CRISPR-Cas9 génszerkesztő eszközzel kivágják a kikapcsoló gént, míg az RNS-csendesítéssel blokkolják mRNS-ét. A génterápiás módszereket ex vivo: a csontvelőből kinyert hematopoetikus őssejteken alkalmazzák, majd a maradék őssejtek elpusztítása után az átalakított őssejteket juttatják vissza a szervezetbe.

A NEJM-tanulmányok csak 2, illetve 6 beteg – sikeres – kezeléséről számolnak be, azonban a Nature-cikk szerint azóta további 17, illetve 3 kezelés eredménye is rendelkezésre áll. Eddig valamennyi kezelés sikeresnek bizonyult, amennyiben a betegeknek a beavatkozástól eltelt másfél év alatt nem volt szükségük vérátömlesztésre, és fájdalomkrízisről sem számoltak be; a mellékhatások (infekció, hasi fájdalom) mind a csontvelő-abláció következtében jöttek létre, és rövid időn belül elmúltak. A kutatók a továbbiakban a csontvelő-abláció kevesebb mellékhatással járó módszerét szeretnék kifejleszteni.