Pastangas sukurti genų terapiją, skirtą Diamond-Blackfan anemijai (DBA) – retam, gyvybei pavojingam sutrikimui, kai kaulų čiulpai negali gaminti subrendusių, funkcionuojančių raudonųjų kraujo kūnelių – trukdo tai, kad mažiausiai 30 skirtingų genetinių mutacijų gali sukelti sutrikimas.
Harvardo medicinos mokyklos mokslininkų vadovaujama komanda dabar pašalino šią kliūtį, sukurdama universalią DBA genų terapiją, skirtą kaulų čiulpų defektui ištaisyti, neatsižvelgiant į paciento specifinę mutaciją.
Eksperimentinė terapija yra paruošta išbandyti klinikiniuose tyrimuose, lapkričio 11 d Ląstelių kamieninė ląstelė.
„Tai vienas iš pirmųjų pavyzdžių, kai galime sukurti genų terapiją, kuri gali nukreipti į dešimtis mutacijų vienu vektoriumi“, – sakė vyresnysis autorius Vijay Sankaran, HMS Jan Ellen Paradise, Bostono vaikų ligoninės pediatrijos profesorius.
Darbas įrodo koncepciją, kad genų terapija gali gydyti retas ar sudėtingas kraujo ligas ne koreguojant atskiras mutacijas, o nukreipiant į problemą, kurią sukelia visos mutacijos, teigė komanda.
Visi keliai veda į GATA1
Vaikai, sergantys DBA, pirmą kartą aprašyti 1938 m. Bostono vaikų centre, turi nedaug gydymo galimybių. Saujelė, turinčių tinkamus donorus, gali būti išgydyta kaulų čiulpų transplantacija, tačiau dauguma jų pasikliauja steroidais, kurie turi šalutinį poveikį, arba reguliariais kraujo perpylimais.
Daugumą genų mutacijų, kurios, kaip žinoma, sukelia DBA, per pastaruosius 15 metų Bostono vaikų aptiko Sankaranas ir Hanna Gazda. Šios mutacijos daugiausia paveikia ribosomas: ląstelių struktūras, kurios atlieka pagrindinį vaidmenį kuriant organizmo baltymus.
Tačiau 2012 m., būdamas pediatrijos praktikantu, Sankaranas nustatė, kad keli pacientai turėjo geno, vadinamo GATA1, mutacijų – pagrindinio reguliavimo veiksnio, kuris kontroliuoja ankstyviausius raudonųjų kraujo kūnelių gamybos etapus.
Vėliau Sankaranas nustatė, kad ribosomų mutacijos sumažina funkcinių ribosomų skaičių ląstelėse, o tai neleidžia gaminti GATA1 baltymo.
Kai Sankaranas pridėjo GATA1 baltymą atgal į kraujo kamienines ląsteles, paimtas iš pacientų, sergančių DBA, ląstelės galėjo geriau diferencijuotis į raudonąsias ląsteles.
Šie atradimai rodo, kad padidinus GATA1 lygį galima gydyti DBA pacientams, turintiems paties GATA1 geno mutacijų, ir pacientams, turintiems su ribosomomis susijusių mutacijų.
Genų pristatymo sistemos kūrimas
Tada Sankarano komanda ėmėsi kurti vektorių – sukonstruotą neinfekcinį lentivirusą, kuris galėtų pacientams pristatyti GATA1 geną.
Tačiau buvo dar vienas didelis iššūkis: kai komanda GATA1 įnešė į kraujo kamienines ląsteles laboratorinėje lėkštelėje, jos iš karto diferencijuodavosi į subrendusias raudonąsias ląsteles ir neįsisėgė kaulų čiulpuose.
„Mes norėjome tik, kad genas būtų išreikštas po to, kai kamieninės ląstelės diferencijuojasi”, – sakė Sankaranas. „Ta problema nebuvo nereikšminga.”
Naujajame darbe, kuriam vadovavo Richardas Voitas, tada Sankarano laboratorijoje, o dabar UT pietvakariuose, mokslininkai sukūrė būdą, kaip kontroliuoti GATA1 ekspresiją, kad genas galėtų būti įterptas į kraujo kamienines ląsteles, kurios keliauja į kaulų čiulpus, bet įsijungia. tik raudonųjų kraujo kūnelių pirmtakuose.
Laboratoriniai eksperimentai parodė padidėjusį brandžių raudonųjų kraujo kūnelių gamybą, o pačios kamieninės ląstelės išlaikė savo kamieninių ląstelių aktyvumą.
Tyrėjai taip pat išsiaiškino, kad genų terapijos vektorius įterpia GATA1 tik į numatytą genomo vietą, išsklaidydamas susirūpinimą dėl netyčinio įterpimo šalia bet kokių vėžį sukeliančių genų.
„Kiek galime pasakyti, šis metodas yra labai saugus”, – sakė Sankaranas.
Komanda dabar pateikia FDA paraišką dėl naujų vaistų tyrimo, tikėdamasi pradėti klinikinį tyrimą.
Platesnės reikšmės
Laboratorinių tyrimų metu terapija paskatino žymiai didesnę raudonųjų kraujo kūnelių gamybą nei kiti iki šiol ištirti gydymo metodai. Tačiau tik klinikinis tyrimas parodys, ar tai išlieka tiesa pacientams.
Komanda tikisi, kad jei genų terapija pasirodys saugi ir veiksminga, ji padės sumažinti rasinius ir etninius sveikatos skirtumus, susijusius su kaulų čiulpų transplantacijos donorų atitikmenų trūkumu žmonėms, sergantiems DBA.
Sankaran taip pat džiaugiasi kitų genų terapijų pasekmėmis.
Šis darbas pirmą kartą parodo, kaip „bet kurios kraujodaros genų terapijos pasiekiamumas gali būti išplėstas, jei nukreiptumėte į paskesnį mechanizmą, o ne į kiekvieną atskirą komponentą”, – sakė jis. „Tai gali atverti kelius visai kitoms kraujo ligoms.”