souhrn
- Vědci léčili srpkovitou anemii u myší přímou úpravou vadného genu hemoglobinu, který toto onemocnění způsobuje.
- Tato zjištění by mohla vést k jednorázové léčbě srpkovité anémie s méně vedlejšími účinky než jiné vyvíjené metody léčby.
Nemoc srpkovitých buněk (SCD) je genetická porucha způsobená mutací v obou kopiích genu HBB osoby. Tento gen kóduje složku hemoglobinu, což je protein nesoucí kyslík v červených krvinkách. Mutace způsobí, že molekuly hemoglobinu se slepí a vytvoří srpkovité červené krvinky. Tento proces může vést k prasknutí krvinek, anémii, opakující se bolesti, imunodeficienci, poškození orgánů a předčasné smrti. Transplantace kostní dřeně mohou SCD vyléčit, ale vhodných dárců je těžké sehnat. Transplantační postup také nese rizika nebezpečných vedlejších účinků.
V současné době se vyvíjí několik nových metod léčby srpkovitých onemocnění. Tyto metody zahrnují genovou editaci pacientových vlastních buněk kostní dřeně za vzniku normálně fungujícího hemoglobinu. Tyto metody léčby se vyhýbají rizikům spojeným s transplantacemi kostní dřeně. Ale tyto metody také nesou vlastní rizika, protože zahrnují zavedení nové DNA a štěpení stávajících řetězců DNA.
Tým vědců, vedený Dr. Davidem Liu z Broad Institute a Dr. Mitchell Weissem a Dr. Jonathanem Yenem z dětské nemocnice St. Jude v USA, vyvinuli metodu, která se vyhne některým rizikům jiných přístupů k úpravě genů. Tato metoda využívá molekulární techniku zvanou základní editace, která mění jedno písmeno genomu bez řezání DNA.
U srpkovité choroby nahrazuje T klíč A v klíčovém místě v genu HBB. Zatímco základní úpravy nemohou tuto změnu zvrátit, mohou místo toho převést T na C. Tato akce produkuje přirozeně se vyskytující nepatogenní variantu hemoglobinu zvanou Hb-Makassar. Vědci navrhli molekulární nástroj nazývaný editor adeninové báze, který rozpoznává mutovanou část genu a převádí T na C.
Vědci použili editor adeninové báze na kmenových buňkách vytvářejících krev od lidských pacientů s SCD. Až 80% buněk mělo srpkovitý hemoglobinový gen převedený na variantu Makassar. Pro testování tým transplantoval upravené lidské buňky do myšího modelu SCD. 16 týdnů po transplantaci mělo 68% kmenových buněk odvozených od dárce HBB geny upravené na Hb-Makassar. Červené krvinky získané z těchto kmenových buněk významně snížily srpkovitost.
Protože lidské červené krvinky nemohou u myší přežít dostatečně dlouho na rozsáhlé testování, tým dále vzal kmenové buňky z myšího modelu SCD, upravil je a transplantoval upravené buňky do jiné sady myší. Po 16 týdnech tvořila varianta Makassar téměř 80% hemoglobinu u myší příjemce. Kontrolní myši, které dostaly neupravené buňky, měly charakteristické příznaky SCD: anémii, abnormální počet krvinek, srpkovité červené krvinky a zvětšenou slezinu. Myši, kterým byly podány upravené kmenové buňky, výrazně zlepšily příznaky.
Vědci odebrali kostní dřeň z myší, které dostaly upravené kmenové buňky, a transplantovaly ji do nové sady myší. Noví příjemci měli zdravé počty krevních buněk, což potvrdilo trvanlivost úpravy genů. Vědci dále zjistili, že úprava alespoň 20% kopií genů SCD byla dostatečná k udržení zdravých krevních opatření. Nezjistili žádné vedlejší účinky u myší z procesu úpravy genů.
„Tento přístup nabízí slib jako základ jednorázové léčby nebo možná i jednorázové léčby srpkovité nemoci,“ říká Liu.
Tým nyní pracuje na dalším rozvoji konceptu s konečným cílem oslovit pacienty.
.