USA: etikai engedély géneditálás klinikai vizsgálatára

Tavaly júniusban az Egyesült Államok Szövetségi Biológiai Biztonsági és Etikai bizottsága engedélyezte a Pennsylvania Egyetem kutatói számára, hogy a genom szerkesztésén (géneditálás) alapuló CRISPR technológia alkalmazásával embereken végezzen klinikai vizsgálatot, melyben a betegek T-sejtjeit módosítanák úgy, hogy hatékonyabbak legyenek a myeloma multiplex, melanoma vagy sarcoma elleni küzdelemben. A vizsgálat már az idén megkezdődhet, amennyiben az FDA, illetve a potenciális vizsgálati központok is jóváhagyják a benyújtott protokollt. A finanszírozást az internetes zenemegosztó-fájlcserélő Napsterrel milliárdossá vált Sean Parker végzi (aki egyébként jelenleg a Spotify igazgatótanácsának is tagja, korábban pedig a Facebook első elnöke volt) a tavaly létrehozott Parker Institute for Cancer Immunotherapy intézeten keresztül.

Mi a CRISPR/Cas9 eljárás lényege?

Eredetileg a CRISPR-technológia egy olyan alapkutatásból fejlődött ki, melyben azt vizsgálták, hogyan veszik fel a harcot a baktériumok a vírusfertőzésekkel. Számos baktériumban működik egy olyan adaptív védekezési mechanizmus, amely lehetővé teszi, hogy a fertőző vírus DNS-ét a baktérium saját DNS-ébe építse be az ún. CRISPR helyre (clustered regularly interspaced short palindromic repeats - csoportos, szabályosan megszakított rövid palindrom ismétlések). A baktérium tehát eltárolja a fertőző vírus DNS-ét, egyfajta fantomképet tárol a vírusról, hogy legközelebb azonnal le tudja tartóztatni. A CRISPR-rendszer része a Cas9 nevű fehérje, egy molekuláris olló, mely a felismert célpontnál képes elvágni a vírus DNS-ét. A Cas9 működésének tanulmányozása közben jöttek rá a kutatók, hogy alkalmazásával nagy pontossággal lehet meghatározott DNS-szakaszokat kivágni vagy beilleszteni a sejtekbe. Például ki lehet vágni egy beépült HIV-vírus DNS-ét a fertőzött emberi sejtekből, vagy „megjavíthatjuk” a sarlósejtes vérszegénységet, cisztás fibrózist vagy Huntington-kórt okozó mutációkat. Ilyen pontos és viszonylag egyszerű technológia korábban még nem állt rendelkezésre.

CRISPR/Cas9 eljárást alkalmazó klinikai vizsgálatok

A Pennsylvania Egyetem klinikai vizsgálatában 15 betegen mérnék fel a kísérleti terápia biztonságosságát, illetve azt is, hogy mennyire lehetséges a módszerrel genetikailag szerkesztett emberi T-sejteket gyártani. Első lépésben a kutatók a T-sejtek kivonásával és azokat a CRISPR módszerrel genetikailag módosítva olyan T-sejteket hoznának létre, amelyek tumorsejteket lennének képesek megcélozni és elpusztítani. A vizsgálatokat a texasi Anderson Rákkutató Központban (9 beteg) és a California Egyetemen (San Francisco, 3 beteg) valamint a Pennsylvania Egyetemen (3 beteg) végeznék, és az utolsó helyszínen történne a genetikailag módosított T-sejtek előállítása is.

A hagyományos géntechnológiai megoldás esetében a betegekből kivont T-sejteket úgy módosítják, hogy úgynevezett CAR (chimeric antigen receptor; kiméra antigénreceptor) régiót hordozzanak. Amikor a T-sejteket visszajuttatják a betegbe, a CAR felismeri a tumorsejtek felületén található antigéneket, például a NY-ESO-1 antigént, és ehhez kötődve semmisíti meg a tumorsejtet. Sajnos azonban ez a módszer csak bizonyos típusú daganatos betegségek esetén hatékony, leginkább a leukémia egyes típusainál, ám szolid tumorok esetében az eredmények csalódást keltőek. Ráadásul számos, korábban javulást mutató betegnél a betegség visszatér, valószínűleg azért, mert a tumorok idővel elkezdik kitaszítani a T-sejteket.

A Pennsylvania Egyetem vizsgálatában a CRISPR módszerrel két olyan gént vágnak ki a T-sejtekből, amelyek a remények szerint meggátolják a betegség visszatérését, így a kezelés hatása tovább fennmarad. A tumorsejtek felületén találhatók a PD-1 nevű antigének, amelyekhez kötődve a T-sejtek inaktiválódnak, azaz a tumorsejt egyfajta „csaliként” használja ezeket az immunrendszer válaszlépésének gyengítésére. A megoldás: vágjuk ki a PD-1 gént, így a tumorsejtnek ezt a védekezési mechanizmusát ki tudjuk kerülni. A CRISPR másik célpontja a T-sejt egyik természetes receptora, az endogén TCR, melynek kivágásával a kutatások szerint még hatékonyabb működés érhető el. Egereken végzett kísérletek eredményei szerint a PD-1 és TCR nélküli T-sejtek a kontrollnál nagyobb mértékben csökkentették a tüdődaganatok méretét. Mivel a CRISPR nagyon pontos módszer ugyan, mégsem teljesen tökéletes, ezért a módosított T-sejtek bizonyos százalékában meg fog maradnia a PD-1 és a TCR, ám ha ezek szintje megfelelően alacsony, az eddigi laboratóriumi adatok szerint a kezelés jóval hatékonyabb lesz a hagyományos módszernél, már csak azért is, mert a két gén kivágása (az eljárás 35 napot vesz igénybe) egyben a T-sejtek perzisztenciáját is növeli.

Kisebb meglepetésnek számít, hogy a Pennsylvania Egyetem előbb kapott etikai bizottsági jóváhagyást, mint az Editas nevű biotechnológiai cég, akik a CRISPR technológiát első lépésben a vakság egyik ritka fajtája, a veleszületett Leber-szindróma kezelésében próbálták volna ki, ám a hírek szerint 1-2 éven belül meg fogják kapni az FDA engedélyét is. A Leber-szindrómában szenvedő betegek születéskor erősen gyengénlátók, és mivel a betegség miatt a retina fotoreceptorainak működéséhez szükséges rodopszin szintézisét végző gének egyike működésképtelen, 30-40 éves koruk környékére el is vesztik látásukat. A betegség mindössze 600 embert érint az Egyesült Államokban, tehát viszonylag behatárolt a populáció, ráadásul a betegséget egyetlen hibás gén okozza, amelyet elméletileg a CRISPR módszerrel könnyű kijavítani. Ehhez egy vírust tartalmazó oldatot fecskendeznének a szembe, mely DNS-ében tárolja azokat az információkat, amelyek szükségesek azon enzim létrehozásához, mellyel ki lehet vágni a problémás gén egy szakaszát. Ez egy körülbelül 1000 bázispár méretű szakasz a CEP290 nevű génen, majd a hiányzó részt úgy egészítik ki, hogy a „helyreállított” gén már működő fehérjéket kódoljon. Kockázati tényező viszont, hogy nem tudni, okozhat-e nemkívánatos változásokat az emberi DNS-ben a kezelés, mivel a módszer esetében félő, hogy kis eséllyel bár, de egy nagyon hasonló szakasz található valahol máshol is, melyet a beavatkozás ugyanúgy „megjavít” majd, mint a hibás szakaszt (ez az ún. off-target hatás).

Hogyan vélekedik az eljárás alkalmazhatóságáról/engedélyezhetőségéről az FDA?

Az élelmiszerekkel és gyógyszerekkel foglalkozó FDA a Federal Food, Drug and Cosmetic Act (FDCA) értelmében a CRISPR/Cas technológiával előállított termékeket azok felhasználási célja szerint sorolja a következő kategóriákba: élelmiszer, élelmiszer-adalék, gyógyszer, dohánytermék; gyógyszereknél pedig a Public Health Service Act (PHS Act) előírásainak megfelelően a „biológiai termék” megjelölést fogja alkalmazni.

Az Egyesült Államokban már most kapható és termeszthető egy olyan étkezési célú csiperkegomba fajta, melyből CRISPR-technológiával vágtak ki néhány bázispárt a barnulásért felelős polifenol-oxidázt termelő 6 gén egyikéből, azaz a gomba a levegőn hagyva sem barnul meg. Még csak a génmódosított szervezetekre (GMO) vonatkozó törvény hatálya alá sem esik, azaz jelölni sem kell a pulton, mert az APHIS (Egyesült Államok Állat- és Növény-egészségügyi Szolgálata) szerint nem minősül olyan terméknek, amelyet szabályozniuk kellene, hiszen nincs benne idegen szervezetből származó gén, és a genetikai állományt is csak úgy változtatták meg, hogy az más módszerekkel is elérhető lett volna. Az utóbbi 5 évben az USA-ban 30 hasonló termék csúszott ki ilyen módon a transzgénikus szervezetekre vonatkozó szabályozás hatálya alól.

Tehát az FDA nem a technológia, hanem a rendeltetés szerint szabályoz, vagyis a CRISPR/Cas módszerrel előállított termékek azonos csoportba fognak kerülni a hasonló felhasználási célú, de más technológiával előállított termékekkel. A első CRISPR/Cas termékek/eljárások engedélyezésénél, különösen azoknál, amelyek a beteg genomjában okoznak maradandó változást – mivel teljesen új technológiáról van szó – az FDA valószínűleg igen konzervatív álláspontot alakít majd ki, azaz nagyon tüzetesen fogja vizsgálni a biztonságosságot és az off-target hatás bekövetkezésének valószínűségét, még akkor is, ha a jelenlegi szakirodalmi adatok szerint ennek esélye igen csekély. Valamivel rövidebb engedélyezési eljárásra számíthatnak azok a termékek, ahol nem a beteg testében található sejtek genetikai állományát, hanem csak a betegből kivont, majd visszajuttatott sejtek állományát módosítják/szerkesztik, nem véletlen, hogy az eddig elbírálásra benyújtott protokollok is pont ilyen eljárásokra vonatkoznak.

Az FDA már tavaly jelentős erőket mozgósított annak érdekében, hogy a CRISPR-technológiát alkalmazó eljárások/termékek jövőbeni elbírálásánál kellő információkkal rendelkezzen, és egy munkacsoportot hozott létre a módszer előnyeinek és kockázatainak feltárására. Nem véletlenül tettek így, mivel csak a tavalyi év első felében több mint 300 olyan tudományos publikáció látott napvilágot, mely a CRISPR technológia jövőbeli lehetséges alkalmazási területeivel foglalkozott. Az FDA bizottsága jelenleg 7 fő kérdést vizsgál a módszerrel kapcsolatosan:

1. Pontosan hol tart a tudomány a géneditálás területén, illetve milyen irányokba fejlődhetnek ismereteink, és milyen előrelépések várhatók a kutatások során?
2. Melyek azok az ígéretes klinikai alkalmazási területek, ahol a módszert hasznosítani lehetne?
3. Mit tudunk az embereken végzett géneditálás hatékonyságáról és kockázatairól, és a kockázatok mérséklése mellett milyen kutatások vezethetnek a technológia specificitásának és hatékonyságának növeléséhez?
4. Lehet-e ill. szükséges-e pontosan meghatározott tudományos előírásokat meghatározni az off-target genomváltozások precíz felmérésére, és ha igen, hogyan alkalmazhatók ezek az előírások a humán gyógyászatban?
5. Megfelelőek-e az embereken végzett kutatásokra vonatkozó jelenlegi etikai és jogi normák ahhoz, hogy a humán géneditálásra is alkalmazhatók legyenek? Melyek a jelenleg és a közeljövőben alkalmazandó génszerkesztési technológiák etikai, jogi vagy társadalmi kihatásai?
6. Milyen elvek vonatkozzanak a humán testi és ivarsejtek génszerkesztésére? Hogyan dönthetjük el, hogy mely kutatási irányok folytathatók és melyek nem? Milyen biztonsági garanciákat szükséges létrehozni annak érdekében, hogy a kutatások és a technológia felhasználása valóban a helyes, engedélyezett keretek között maradjon?
7. Vannak-e példák arra, hogy nemzetközi környezetben hogyan érdemes foglalkozni az ilyen típusú kérdésekkel, problémákkal? Milyen lehetőségei vannak a jogharmonizációnak? Mi történik akkor, ha egyes országokban eltérő szabályozás van érvényben? Mit tanulhattunk az eddigi jogi esetekből, bírósági eljárásokból?