Edycja genów w klinice: jeden przełącznik

Rycina pokazuje serce i płuca z zaznaczonym krwiobiegiem - układ, którego jedynym zadaniem jest rozwożenie tlenu.

Choroby, o których tu piszemy, polegają na tym, że cząsteczka przenosząca ten tlen jest zbudowana wadliwie.

Na czym polega choroba

Hemoglobina dorosłego człowieka składa się z łańcuchów białkowych. W anemii sierpowatej jedna zamiana w genie sprawia, że cząsteczki sklejają się ze sobą, a krwinka przybiera kształt sierpa, blokuje naczynia i wywołuje napady bólowe. W talasemii łańcuchów powstaje za mało i pacjent wymaga regularnych przetoczeń.

Obie choroby są jednogenowe, czyli teoretycznie najprostsze do naprawienia. W praktyce naprawianie genu w komórkach krwiotwórczych okazało się przez trzydzieści lat zbyt trudne.

Pomysł, który zadziałał

Zamiast naprawiać uszkodzony gen, sięgnięto po obejście.

Płód ma własną wersję hemoglobiny - hemoglobinę płodową - kodowaną przez inny gen. Po urodzeniu ten gen zostaje wyciszony przez białko o nazwie BCL11A i organizm przechodzi na wersję dorosłą, czyli u tych pacjentów na wersję wadliwą.

Rozumowanie było więc takie: nie naprawiajmy zepsutego genu, tylko wyłączmy przełącznik, który blokuje gen zapasowy.

Wykonanie:

1. Pobrać od pacjenta komórki krwiotwórcze.
2. Poza organizmem, przy użyciu CRISPR-Cas9, uszkodzić w nich fragment sterujący produkcją BCL11A w komórkach krwi.
3. Zniszczyć chemioterapią szpik pacjenta.
4. Podać z powrotem jego własne, zmodyfikowane komórki.

W badaniu na komórkach zdrowych dawców zmodyfikowano około 80 procent alleli w docelowym miejscu, nie stwierdzając zmian poza celem.

Wyniki u dwóch pierwszych pacjentek

Jedna z talasemią zależną od przetoczeń, druga z anemią sierpowatą. Po ponad roku od podania komórek:

• wysoki udział zmodyfikowanych alleli w szpiku i we krwi, czyli zmiana się utrzymała;
• wzrost hemoglobiny płodowej rozłożony równomiernie między krwinkami - to ważne, bo efekt skupiony w części komórek nie chroniłby reszty;
• niezależność od przetoczeń;
• u pacjentki z anemią sierpowatą ustąpienie napadów naczyniowo-zatorowych.

To jest, w tej dziedzinie, wynik przełomowy - i jednocześnie opis dwóch przypadków, finansowany przez firmy rozwijające terapię.

Czego ta terapia nie zmienia

Nie jest dziedziczna. Zmiana dotyczy komórek ciała pacjentki, nie komórek rozrodczych. Jej dzieci odziedziczą gen niezmieniony - i to jest różnica zasadnicza wobec edycji linii zarodkowej, zakazanej klinicznie.

Nie jest łatwa. Wymaga pobrania komórek, pracy laboratoryjnej, chemioterapii niszczącej szpik i tygodni w szpitalu. To jest przeszczep szpiku od samego siebie, z dodatkową modyfikacją.

Nie jest tania. Terapie tej klasy są wyceniane w milionach - piszemy o tym osobno przy dwóch milionach za terapię. Choroby, których dotyczą, występują najczęściej w krajach, których na to nie stać. To jest dziś główny problem tej dziedziny i nie jest to problem naukowy.

Dlaczego to jest ważne dla całej dziedziny

Bo to jest pierwszy przypadek, w którym edycja genów wyszła z laboratorium i zaczęła leczyć ludzi.

Wszystko, co piszemy o CRISPR, o poprawianiu genomu i o granicach ingerencji, dotyczyło do niedawna możliwości. Tu mamy pacjentkę, która przestała potrzebować przetoczeń.

Warto też zauważyć, jak wygląda w praktyce sensowne użycie tej technologii. Nie „poprawienie człowieka”, tylko wyłączenie jednego przełącznika w komórkach krwi, żeby organizm sięgnął po własną, sprawną wersję białka.

Spór o granicę między leczeniem a ulepszaniem - referowany u nas przy eseju Sandela - w tym przypadku nie występuje. Nikt nie ma wątpliwości, że napady bólowe przy anemii sierpowatej są chorobą.

Kolejne zastosowania nie będą już tak jednoznaczne. Ale to jest właściwy porządek: najpierw najcięższe choroby jednogenowe, potem rozmowa o reszcie.