Genų terapija leis įgyvendinti drąsiausias medicinos svajones

Prieš ketverius metus Filadelfijos vaikų ligoninėje dvylikai įgimtą Lėberio amaurozę turinčių pacientų sėkmingai pritaikyta eksperimentinė iš laboratorijų į ligonines pirmus netvirtus žingsnius žengianti medicinos kryptis – genų terapija. Lėberio amaurozė, paveldima ir iki šiol neišgydoma liga, jau vaikystėje žmonėms sukeldavo beveik visišką aklumą, dėl pažeisto geno akies tinklainėje žūdavo ir nebeatsinaujindavo šviesai jautrios ląstelės.

2008-aisiais eksperimente dalyvavusiems pacientams į vienos akies tinklainę buvo sušvirkšta nukenksmintų ir „patobulintų“ virusų, į ląsteles pernešusių sveikus genus, kurie laipsniškai pakeitė pažeistuosius. Procedūra ypač teigiamai paveikė eksperimente dalyvavusių vaikų regą: jau po kelių savaičių jų akių jautrumas šviesai padidėjo, jie galėjo matyti objektų kontūrus ir savarankiškai vaikščioti. „Vaikai, kuriems buvo atlikta genų terapija, šiandien gali vaikščioti, žaisti kaip ir sveiki vaikai“, – tada džiaugėsi Filadelfijos vaikų ligoninės gydytojas Albertas M.Maguire’as.

Tuo pat metu analogiški klinikiniai bandymai buvo atlikti ir Londono bei Floridos ligoninėse. O šių metų vasario viduryje Filadelfijos ligoninės ir Pensilvanijos universiteto mokslininkai pranešė, kad tiems patiems pacientams genų terapijos procedūra buvo atlikta ir kitai akiai. Eksperimentas pavyko, mat ir antrosios akies jautrumas šviesai padidėjo – taigi bendra pacientų rega dar labiau pagerėjo.

„Jie negali skaityti knygų ar vairuoti, tačiau net ir toks pagerėjimas reiškia labai daug žmogui, kuris iki šiol buvo aklas“, – teigia viena šio metodo pradininkų Pensilvanijos universiteto oftalmologijos profesorė Jeana Bennet.

Pasak jos, daugiausiai baimių kėlė organizmo imuninis atsakas į antrąją procedūrą. Mat organizmo imuninė sistema galėjo sukurti apsaugą nuo virusų, kuriuos ji paprastai traktuoja kaip įsibrovėlius ir bando sunaikinti. Beje, ši grėsmė yra svarbiausia kliūtis genų terapijos kelyje į saugų taikymą gydant.

Praėjusį gruodį Londono universiteto koledžo Vėžio institute dirbančių mokslininkų grupė, vadovaujama daktaro Amito Nathwani, pranešė sėkmingai pritaikiusi genų terapiją vienai hemofilijos rūšių gydyti. Sergantiems šia paveldima genetine liga nekreša kraujas, todėl jie ne tik kraujuoja nuo paviršinių žaizdų, bet ir kenčia nuo vidinio kraujavimo. Kraujavimą galima sustabdyti perpilant šviežio kraujo arba krešėjimo baltymo koncentratų – abi procedūros ne tik varginamai dažnos, bet ir labai brangios. Didžiosios Britanijos mokslininkų atlikta genų terapijos procedūra šešiems pacientams sumažino spontaniško kraujavimo tikimybę, todėl jiems rečiau arba visai nebereikia suleisti krešėjimo baltymo.

Šie ir kiti panašūs atvejai rodo, kad genų terapija gali tapti raktu į daugelio panašių genetinių ligų gydymą, tačiau mokslininkai ir gydytojai neskuba sieti su ja daug vilčių. Juk prieš daugiau nei dešimtmetį šis gydymo metodas jau išgyveno ne tik pakilimą, bet ir nuopuolį. Šiandien genų terapijai suteikiamas antras šansas.

Pažvelkime, ką žada šis gydymo metodas ir kokios kliūtys vis dar neleidžia jo taikyti gydant daugelį ligų.

Su kuo valgoma genų terapija?

Pirmą kartą genų terapija paminėta 1972-aisiais dviejų mokslininkų Theodore’o Friedmanno ir Richardo Roblino straipsnyje „Science“ žurnale. Jos esmė labai paprasta: ligai gydyti panaudojamos DNR grandinės dalys, kurios, patekusios į ląsteles, pakeičia ar patobulina jose esančius genus – tarsi iš naujo suprogramuoja organizmo ląsteles. Vienu atveju ligą sukeliantys mutavę genai pakeičiami sveikais, o šie savo ruožtu priverčia daugintis tik sveikas ląsteles. Kitu atveju patobulinti genai pastūmėja ląsteles gaminti gydomąjį poveikį turinčius proteinus ar antikūnus, kurie padeda gydyti ligą.

Tačiau tam, kad naujoji DNR patektų į organizmo ląsteles ir pakeistų jų elgesį, būtina „transporto priemonė“, kuria dažniausiai tampa įvairūs virusai. Juk šie maži kenkėjai sukurti kaip tik tam, kad įsiveržtų ir savo valiai pajungtų sveikas ląsteles, ir šios besidaugindamos pagamintų dar daugiau virusų.

Tiesa, genų terapijai naudojami virusai, vadinami vektoriais, yra nukenksminami – pavojingos DNR grandinės dalys pašalinamos, vietoje jų įterpiama gydomoji DNR, o skvarbus pernašos mechanizmas atlieka transportavimo funkciją. Genų terapijoje šiam tikslui naudojami įvairūs virusai – nuo peršalimą sukeliančių retrovirusų iki ypač „pikto“ ŽIV.

Šioje vietoje ir slypi didžiausi genų terapijos trūkumai. Bene didžiausia rizika, kad organizmo imuninė sistema gali pradėti kovoti su į ląsteles bandančiais patekti virusais nešėjais ar net pagijusiomis ląstelėmis. Imuninė sistema, kovodama su įsibrovėliais, dažnai susilpnina ir pačios genų terapijos poveikį ar net sudaro organizmo imunitetą švirkščiamiesiems vaistams. Taip pat ir patys virusai gali „prisiminti“ savo gebėjimą sukelti ligą.

Be to, dauguma genetinių ligų, tarkime, širdies ligos, Alzheimerio liga, artritas ar diabetas, prasideda dėl netinkamai veikiančių kelių genų. Norint jas gydyti genų terapijos būdu reikėtų į ląstelėse esančius genus įterpti keletą DNR grandinėlių. Deja, tai didina riziką, kad įvyks klaida ir DNR kodo gabalėlis bus įterptas ne ten, kur reikia, pavyzdžiui, vėžinių ląstelių gamybą stabdančiuose genuose, – ir tai gali sukelti vėžį.

Vis dėlto yra nemažai sunkių genetinių ligų, kurias galima gydyti genų terapijos metodu – tai toji pati Lėberio amaurozė, imunodeficito ligos, leukemija, hemofilija, cistinė fibrozė. Todėl ši medicinos sritis sulaukia didelio gydytojų, dirbančių su genetinėmis ir paveldimomis ligomis, susidomėjimo – juk pataisytas genas gali galutinai pašalinti ligą.

Pirmą kartą genų terapija buvo pritaikyta 1990-aisiais ketverių metų amžiaus mergaitei Ashanti DeSilvai, kuri sirgo sunkia imunodeficito liga – jos organizmas negamino jokių imuninių ląstelių. Ji pati negalėjo natūraliai kovoti su tokiais svetimkūniais, kaip bakterijos ar virusai, todėl bet kokia infekcija jai grėsė mirtimi. Ir nors teigiamas genų terapijos poveikis mergaitei buvo laikinas, nuo tada iki šiandien vienokiu ar kitokiu būdu šis eksperimentinis gydymo metodas yra pritaikytas 1700 pacientų.

Deja, 1999-aisiais genų terapija JAV patyrė didžiulį smūgį, kai Pensilvanijos universiteto mokslininkų rengto eksperimento metu mirė pacientas – aštuoniolikmetis Jesse’is Gelsingeris, sirgęs reta genetine kepenų liga. Įterptas virusas, pataisyto geno nešėjas, J.Gelsingerio imuninėje sistemoje sukėlė audringą reakciją ir po keturių dienų vaikinas mirė. Po šio tragiško įvykio JAV maisto ir vaistų administracija sustabdė daugelį genų terapijos eksperimentų. Ir tik praėjus dešimtmečiui genų terapija vėl po truputį įžiebia viltį gydytojų ir nepagydomai sergančių ligonių širdyse.

Nauja viltis – kamieninės ląstelės

Nepaisant visų kliūčių, genų terapijai gali atsiverti naujas aplinkkelis – kamieninės ląstelės. Šie kūneliai yra tarsi molis, iš kurio „nulipdomi“ visi žmogaus organizmo audiniai: kamieninės ląstelės gali virsti bet kuria iš daugiau nei 200 rūšių specializuotų ląstelių, be to, jos labai greitai dauginasi. Sušvirkštos ar kitu būdu patekusios į kokį nors organizmo audinį, kamieninės ląstelės ilgainiui virsta to audinio ląstelėmis – šioje vietoje slypi jų regeneracinė galia. Daugiausiai šių stebuklingų ląstelių yra kelių dienų embrionų audiniuose, todėl embrioninių kamieninių ląstelių naudojimas susiduria su etiniais klausimais ir daugelyje šalių yra uždraustas. Po gimimo žmogaus organizme kamieninių ląstelių lieka labai nedaug.

Tačiau pastaruoju metu vis daugiau mokslininkų atranda būdų, kaip paprastas, pavyzdžiui, odos ar riebalų, ląsteles paversti kamieninėmis. Praėjusių metų gruodį tarptautinė mokslininkų grupė „Nature“ žurnale paskelbė straipsnį, kuriame aprašomas patobulintas genų terapijos metodas. Kembridžo universiteto mokslininkai, vadovaujami profesoriaus Davido Lomaso, jau kurį laiką ieško būdų, kaip pagydyti genetinę ligą, kuria sergančių žmonių kepenys į organizmą neišskiria antitripsino – proteino, apsaugančio įvairius audinius nuo išorinio poveikio, pavyzdžiui, plaučius nuo nuodingų medžiagų, esančių tabako dūmuose, be to, antitripsinas kaupiasi kepenyse ir jas pažeidžia. Vienintelis šios ligos gydymo būdas iki šiol buvo kepenų transplantacija, po kurios pacientai turėjo nuolatos vartoti imuninę sistemą slopinančius vaistus, neleidžiančius organizmui atmesti naujo organo.

D.Lomaso grupės mokslininkai iš šia genetine kepenų liga sergančio paciento odos ląstelių „pagamino“ kamienines, kuriose mutavusį geną pakeitė sveiku. Tada šios ląstelės vėl buvo „pastūmėtos“ tapti kepenų ląstelėmis ir jose jau veikė sveikas antitripsiną gaminantis genas. Vėliau mokslininkai sušvirkštė naujųjų kepenų ląstelių pelėms ir nepastebėjo jokių sutrikimų.

Galutinis tikslas, kurio siekia mokslininkai, – patikrinti, ar suleistos į žmogaus kepenis tokios kamieninės ląstelės su pataisytais genais prigis ir besidaugindamos pakeis senąsias ligotas ląsteles. „Tokios terapijos potencialas yra didžiulis, tačiau tik laikas parodys, ar ją ilgainiui galima bus taikyti gydant ligonius“, – teigia D.Lomasas.