Új eljárás a génterápiás kezelések hatékonyságának növelésére

A Nucleic Acid Research folyóiratban július 2-án jelent meg a University of Hawaii at Manoa kutatóinak cikke, amelyben egy olyan új eljárásról számolnak be, amely képes terápiás célú géneket soha nem látott hatékonysággal beilleszteni a genomba.

Az orvosok évtizedek óta álmodoznak egy olyan jövőről, amelyben a genetikai eredetű betegségek, például a véralvadási zavar, a hemofília, végleg a múlt ködébe veszhet. Ez a várakozás nem alaptalan, mert a génterápia, vagyis a hibás gének egészséges génekkel való kijavításának módszere óriási ígéretet hordozott magában. A legnagyobb akadályt azonban mind a mai napig az jelenti, hogy az egészséges géneket hogyan juttassák be a betegek szervezetébe biztonságos és hatékony módon.

A mostani tanulmány pontosan egy ilyen módszert ismertet: a University of Hawaii John A. Burns School of Medicine (JABSOM) kutatói ugyanis jelentős áttörést értek el a génszerkesztési technológiában, amely forradalmasíthatja a genetikai betegségek kezelését. Új módszerük gyorsabb, biztonságosabb és hatékonyabb módját kínálja az egészséges gének szervezetbe juttatásának, ami több száz betegség kezelését teheti lényegesen egyszerűbbé.

A jelenleg alkalmazott módszerek is képesek ugyan kijavítani a génekben lévő hibákat, de egyik problémájuk, hogy akaratlanul károkat is okozhatnak azáltal, hogy töréseket hoznak létre a DNS-ben. A másik hátrányos tulajdonságuk, hogy meglehetősen nehezen tudnak nagyobb genetikai anyagokat, például egész géneket a genomba illeszteni - a vérzékenység génterápiája esetében pedig a von Willebrand faktort kódoló rész egy elég terjedelmes, több ezer bázispárból álló DNS-szakasz.

Az új technika, amelyet Dr. Jesse Owens és kutatócsoportja fejlesztett ki, úgy tűnik, képes orvosolni ezeket a problémákat. A kutatók egy új, szuperaktív integrázt állítottak elő, amely képes a terápiás célú géneket rekord hatékonysággal beilleszteni a genomba.

“Ez olyan, mintha a számítógépekről ismert „Control+V”, “Beillesztés” funkciót nyertünk volna az emberi genomhoz” - nyilatkozta Dr. Owens. “Speciálisan megtervezett integrázokat használunk annak érdekében, hogy az egészséges géneket gondosan beillesszük a szükséges helyre anélkül, hogy töréseket okoznánk a DNS-ben. Ez a módszer a mostaniaknál sokkal hatékonyabb, egyes esetekben akár 96%-os sikerességi arányt is elérhet. Ez a betegségek széles körének gyorsabb és megfizethetőbb kezelését eredményezheti, mivel egyetlen hibás gén akár több száz betegségre lehet hatással.”

A kutatás hatásai túlmutathatnak a génterápiás alkalmazáson. A nagy DNS-darabok hatékony beillesztésének képessége az orvostudomány más területein is alkalmazható. Az egyik ilyen terület a terápiás, gyógyászati célú fehérjék előállítására, ahol az azokat termelő sejtvonalak készítésekor a fehérjét kódoló gént általában véletlenszerűen illesztik be a genomba, és sajnos ritkán kerül a genom olyan helyére, amely a termelés szempontjából kedvező. Ez egy hasonlattal élve olyan, mintha tűt keresnénk a szénakazalban. Így több hónapig is eltarthat, amíg sikerül olyan sejtet találni, amelyben a gén helyesen van beillesztve, és amely a kívánt fehérjét termeli. Ahelyett, hogy tűt keresnénk a szénakazalban, Dr. Owens technikája egy egész rakás tűt készít. A gént közvetlenül a kívánt helyre juttatja, jelentősen felgyorsítva a fejlesztési folyamatot. Ez a technika például a biológiai készítmények és a fejlett terápiák, így az antitestek fejlesztésében és előállításában is áttörést jelenthet, mivel jelentősen csökkentheti a sejtvonalak kifejlesztésének időigényét, felgyorsítva ezzel az életmentő terápiás készítmények gyártását.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Gene therapy gets a turbo boost from researchers

Directed evolution of hyperactive integrases for site specific insertion of transgenes

Irodalmi hivatkozás:

Brian E Hew et al, Directed evolution of hyperactive integrases for site specific insertion of transgenes, Nucleic Acids Research (2024). DOI: 10.1093/nar/gkae534