Galima atsikratyti vėžio ir net grąžinti regėjimą: kaip veikia genomo redagavimas ir kiek tai kainuoja, jei norėsite išbandyti (3)

2018-02-11

Naujausiais gydymo metodais galima atsikratyti vėžio ir grąžinti regėjimą, tačiau jie labai brangūs

Prisijunk prie technologijos.lt komandos!

Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.

Kai kuriems nuo gimimo neregintiems pakanka atlikti po injekciją į akį: per metus jų rega atsinaujina. Gruodį JAV įteisinta genų terapija (GT), gydanti retą įgimto aklumo formą: klinikinių bandymų metu vaistas Luxturna padėjo 18 pacientų iš 20. O sausį paaiškėjo gydymo kaina: $850 tūkstančių, tai yra, po $425 tūkstančių už injekciją.

Keliais mėnesiais anksčiau GT leista gydyti kraujo vėžį: du skirtingus preparatus iš nuosavų paciento ląstelių, Kymriah ir Yeskarta, JAV sveikatos priežiūros institucijos leido naudoti rugpjūtį ir lapkritį. Naudojant pacientų DNR pakeitimą – o genų terapija būtent tai ir yra – galima netgi grąžinti odą septynmečiam berniukui, praradusiam 60% odos dėl kankinamos įgimtos ligos.

Kaip tai veikia?

Žmogaus DNR yra trys milijardai genetinio kodo raidžių, bet gyvenimą gali sugadinti vos viena ar dvi netinkamos raidės netinkamoje vietoje. Įgimtas aklumas, kurį išmoko gydyti, – būtent toks atvejis. Jį sukelia klaidinga raidė viename vieninteliame RPE65 gene. Šiame sutrumpinime raidė R yra nuo žodžio „retina“, tinklainė: šis genas įsijungia akies dugno ląstelėse ir atsako už svarbaus baltymo molekulės gamybą. Ji – dalis biocheminių reakcijų grandinės, kurią sukelia į akį patenkanti šviesa. Jei vaikui nepasisekė ir jis iš abiejų tėvų paveldėjo po sugedusią geno kopiją, reakcijų grandinė nutrūks ir akis į šviesą reaguoti negalės.

GT idėja paprasta: jei abi geno kopijos sugedusios, padėkime greta dar vieną – teisingą – kopiją. Genetikai naudojasi tuo, kad ląstelė – gan neišrankus kopijavimo aparatas. Kad ir kokia ⁠DNR ląstelės branduolyje, biocheminis konvejeris paima ją neužduodamas klausimų, pradeda ją kopijuoti ir sintetinti baltymus, vadovaudamasis ten surašytomis instrukcijomis. Tuo naudojasi virusai: įsiskverbia į ląstelę, kad ši pradėtų štampuoti jų dublikatus iš nuosavos medžiagos.

Gal galima į kokį nors virusą įmontuoti veikiančio geno kopiją, kad šis į ląstelę kartu nugabentų ir naudingą DNR? Taip genetikai ir daro. AAV, adenoasocijuotas virusas, kuris dažniausiai ir naudojamas GT, yra nekenksmingas giminaitis virusų, sukeliančių viršutinių kvėpavimo takų infekcijas. Tad, $425 tūkstančius kainuojanti injekcija, kad ir kaip bauginamai tai skambėtų, yra genetiškai modifikuoto viruso su žmogiška DNR įšvirkštimas, genetiškai modifikuotu padarantis patį žmogų.

Adenoasocijuoto viruso naudojimas genų terapijoje

Sugedusį geną galima pakeisti ne tik sveika kopija, bet ir įdiegti tokią DNR, kokia natūraliai neegzistuoja. Pavyzdžiui, kovai su vėžinėmis ląstelėmis. Žmogaus imuninė sistema atpažįsta ir atakuoja bakterijas ir parazitinius kirminus, o štai prieš vėžines ląsteles ji bejėgė. Nebent ji būtų specialiai išmokyta jas atpažinti.

Imuninės sistemos taikinius atpažįsta T-limfocitai, kurių paviršiuje yra specialūs baltymai-receptoriai, atitinkantys svetimus baltymus kaip raktas spyną. Spyną aptikęs raktas, tai yra, svetimą baltymą aptikęs T-limfocitas, skelbia pavojų ir prasideda ataka. Kad šis mechanizmas veiktų ir prieš vėžį, paimami žmogaus T-limfocitai ir laboratorijoje jiems įtaisoma nauja DNR. Taip T-limfocito paviršiuje išauga vėžines ląsteles atpažįstantys receptoriai – chimeriniai antigeniniai receptoriai (CAR, angl. chimeric antigen receptors). Jie chmeriniai todėl, kad suklijuoti kaip monstrai su jaučio galva, sparnuoto liūto kūnu ir gyvatės uodega iš skirtingų organizmų detalių. Receptoriaus konstrukcijoje yra „atpažinimo plotelis“, „šarnyras“, „nuleistukas“ ir kitos dalys pasiskolintos iš įvairios kilmės gamtinių baltymų.

Kodėl taip brangu?

2014 metų lapkritį Tuftso universiteto mokslininkai paskaičiavo: vieno vaisto pateikimas į rinką farmacijos kompanijoms kainuoja vidutiniškai $2,6 mlrd. Čia įskaičiuotos dokumentų ir leidimų rengimo išlaidos ir vaistą sugalvojusių mokslininkų uždarbis. Kol gaunamas vienas sėkmingas preparatas, būna išbandomi šimtai nesėkmingų vaistų kandidatų – ir kiekvienam jų reikia skirti mėnesius ir metus kūrimui ir klinikiniams bandymams, kol paaiškėja, veikia tas vaistas ar ne.

Jeigu tai tokie preparatai, kaip, tarkime, aspirinas, kuriuos naudoja šimtai milijonų žmonių, jie kompensuoja visas išlaidas.

O štai visos Europoje ir JAV leidžiamos naudoti genų terapijos rūšys skirtos gan retų ligų gydymui ir visą kūrimo procesą apmokėti tenka keliems tūkstančiams pacientų.

Įgimtas aklumas, nuo kurio gydo Luxturna, vadinasi Leberio amauroze, ir ši liga pasireiškia vienam iš tūkstančių naujagimių. Tokią diagnozę sukelia ne vien geno RPE65 mutacijos (liga viena, o genų daug), todėl vaistas tinka tik keliems procentams sergančiųjų. Vaistą sukūrusi kompanija Spark Therapeutics pabandė suskaičiuoti, kiek yra potencialių klientų: JAV – 2000, visame pasaulyje – 6000, jeigu skaičiuojamos tik šalys, kur yra mokių pacientų.

Priešvėžinės terapijos Yescarta (kaina $373 000) autorių skaičiavimu, jų preparato kasmet prisireiks 7500 ligonių. O Kymriah ($475 000) kūrėjai per metus planuoja padėti viso 600 pacientų. Preparatas skirtas išskirtinai vaikams ir paaugliams, sergantiems ūmine limfogenine leukemija; suaugusieji šia liga neserga.

Gydytojai nesitiki, kad kiekvienas sergantis vėžiu (ar jo tėvai) galės sumą sumokėti iš savo kišenės – tai turėtų atlikti draudimo kompanijos. Pacientams gydymas dėl to netampa nei nemokamas nei tiesiog pigus: JAV jau dabar didžiojoje dalyje draudimo planų numatoma, kad pacientas dalį medicinos paslaugų kainos (pavyzdžiui, 20%) apmoka pats.

Pati idėja, kad 300, 400 ar 800 tūkstančių dolerių už išgydymą nuo vėžio yra brangu, ne tokia jau neginčytina, palyginus su tuo, kiek už onkologinių susirgimų gydymą ligoniai moka dabar. Įprastinė leukemijos gydymo operacija – kaulų čiulpų persodinimas – JAV kainuoja $350–800 tūkstančių. Poros – trejeto metų chemoterapijos gydymas irgi kainuoja kelis šimtus tūkstančių dolerių.

Kas genų terapija bus gydoma po 10 metų?

Vaistų, kuriuos naudoti leista tik dabar, atsiradimas prognozuotas jau prieš dešimt metų. Geno RPE65 defekto sukeliamą įgimtą aklumą gydantį preparatą leista naudoti 2017 m. gruodį, o paraiška atlikti pirmąją tokio preparato klinikinių bandymų buvo pateikta dar 2009 metais. Vaistų kūrimo ciklas ilgas, todėl revoliuciniai biologiniai atradimai, apie kuriuos dabar skaitome mokslo naujienose, apčiuopiamais preparatais vaistinės lentynose taps kaip tik po dešimties metų.

Didelės viltys siejamos su genomo redagavimo metodu CRISPR-Cas9, kuriuo galima atlikti taškinius DNR pakeitimus tiesiog ląstelėje. Su žmonėmis jis išbandytas tik 2016 metais. Senuoju GT metodu – įmontuojant naudingą DNR atkarpą virusu –galima tik pridėti funkcijas, o naudojant CRISPR – dar ir iškirpti kenksmingus genus, pavyzdžiui, sukeliančius vėžio išsivystymą, arba dezaktyvuoti retrovirusus, tokius, kaip ŽIV. Tiesa, ėmus plačiai naudoti genų redagavimo metodą, neišvengiamai kils ir etiniai klausimai. Šiuo metodu, taikant dirbtinį apvaisinimą, galima „paredaguoti“ vaiko išvaizdą. Kol kas jokioje klinikoje CRISPR nenaudojamas, tačiau jau netrukus ketinama jį taikyti vos ne kas antros ligos gydymui. Tačiau šiuos genų terapijos metodus, geriausiu atveju naudoti bus leista kitame dešimtmetyje.

Dar viena viltis – chimeriniai antigeniniai CAR-T receptoriai. Vėžio gydymas genų terapija kol kas netinka kovai su kietais augliais. Tačiau medikai tikisi, kad CAR-T bus galima pritaikyti ir jiems. Vien krūties, plaučių ir prostatos vėžys kartu pražudo 10 kartų daugiau žmonių, nei leukemija, – todėl, jei staiga atsiras prieš juos nukreipti preparatai, tai ir genų terapijos vaidmuo, ir jos kainos klausimas įgytų visai kitą mastą.

Ką šia tema paskaityti ir pažiūrėti

Siddhartha Mukherjee. The Gene: An Intimate History.: Autorius apdovanotas Pulicerio premija už knygą „Vėžys. Visų ligų imperatorius“ – visų pirma už aiškų vėžio aprašymą ląstelių lygmeniu. „The Gene“ – tai nėra knyga vien apie genų terapiją, tačiau apie jos kontekstą: kaip biologai nuo praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio DNR iš gamtinės molekulės verčia darbo instrumentu.
A Cure for Cancer? How CAR-T Therapy is Revolutionizing Oncology: – biotechnologijoms skirta mokslo populiarinimo svetainė nuodugniai ir aiškiai išdėstė, kaip veikia chimeriniai antigeniniai receptoriai, kuriais pagrįsta antivėžinė genų terapija.
How CRISPR lets us edit our DNA: Jennifer Doudna, daug metų tiriančios CRISPR, TED paskaita.