Léčíme neléčitelné nemoci
V poslední době se objevují první úspěšné pokusy o léčbu dědičných onemocnění využívající genovou terapii, kdy se vědci pokoušejí napravit chyby přírody zásahem do dědičné informace pacientů. Tomuto výzkumu se věnuje i bioložka Zdeňka Ellederová z Ústavu
LN Co je genová terapie?
Genová terapie je přístup který se snaží léčit neléčitelné nemoci, způsobené poruchou v genu. Používají se tři techniky: první z nich je přímá oprava poškozeného úseku genetického kódu na úrovni DNA, druhá možnost je vložit do dědičné informace gen, jehož produkt v buňce chybí, a třetí možnost je naopak snížit množství produktů genů, které obsahují chybu a způsobují zdravotní potíže.
LN V LN jsme psali o léčbě dědičné hluchoty, četl jsem i o zkouškách terapie onemocnění, při němž lidem nerostou zuby, a dala by se využít u pacientů, již o své zuby z nějakého důvodu přišli.
Na lidech se toho testuje víc. U nás v Liběchově jsme pomohli firmě uniQure dostat do klinických studií léčbu pro Huntingtonovu chorobu. Je to neurodegenerativní onemocnění, při kterém odumírají buňky mozku tzv. bazálních ganglií, které řídí motoriku a kognitivní funkce. Projevuje se charakteristickými mimovolnými pohyby, postupnou demencí, končící smrtí přibližně patnáct až dvacet let od propuknutí nemoci. Onemocnění způsobuje mutace v genu, podle kterého buňka syntetizuje protein huntingtin. Ten má spoustu úkolů. Je důležitým regulátorem mnoha signálních drah. Uplatňuje se například při ochraně buňky před buněčnou smrtí.
LN V čem spočívá ta mutace?
Nemocní mají v genu, podle kterého huntingtin vzniká, navíc mnoho opakování trojice genetických písmen CAG. Když je opakování víc než čtyřicet, choroba se projeví. Testovali jsme společně léčbu spočívající ve snižování množství huntingtinu v mozku. Jako modelový organismus jsme použili námi vytvořená geneticky upravená miniaturní prasátka s mutovaným lidským huntingtinem.
Během vývoje je huntingtin nezbytný. U myší ale bylo prokázáno, že když se jeho množství v dospělosti sníží, není to smrtelné. Samozřejmě je lepší, když se sníží jen množství špatného proteinu a dobrý se nechává být.
LN To děláte?
Terapie firmy uniQure, jež v roce 2020 dostala povolení k zahájení klinických testů na lidech, snižuje celkové množství huntingtinu. My se ale snažíme snižovat jen poškozené proteiny.
LN Poněvadž lidé mají příslušný gen ve dvou kopiích.
Ano. Většina pacientů je v genu pro huntingtin heterozygotních, mají jednu jeho verzi dobrou a jednu špatnou. Jelikož momentálně zkoušená léčba snižuje obě, je jasné, že není ideální. Na druhou stranu nesníží množství proteinu na nulu. Proto je pořád ještě bezpečná.
LN Co další dva přístupy – oprava genu nebo vložení nového?
Oprava genu se zatím většinou dělá u lidí jen takzvaně ex vivo. Znamená to, že vezmete buňky z pacientova těla, opravíte je a zase je vrátíte zpátky. V listopadu 2023 byla schválena po úspěšných klinických studiích takováto léčba pro srpkovitou anémii. My ve spolupráci tenhle přístup také používáme ve výzkumu léčby jednoho druhu onemocnění oční sítnice zvaného retinitis pigmentosa. Projevuje se napřed ztrátou periferního vidění, pak slepotou. Konkrétně je to u mutace genu jménem MERTK.
LN Jak by se dala léčit?
Vezmeme buňky z lidských pacientů s touto mutací a změníme je na takzvané indukované pluripotentní kmenové buňky, které se mohou měnit v různé buněčné typy. V těch opravíme poškozený gen a následně je přinutíme, aby se změnily na buňky sítnice. Pak je pomocí růstu na nanovlákenném nosiči dopravíme pod sítnici našich pokusných prasátek, abychom zjistili, jestli se uchytí. V klinických studiích by se tyto buňky transplantovaly do pacienta, který je daroval.
V Liběchově také testujeme i třetí způsob, tedy vložení genu pro protein, který se díky nemoci nevyrábí, a to konkrétně u léčby Usherova syndromu. V Liběchově totiž máme model miniaturních prasat pro toto onemocnění. Pacienti s tímto syndromem se narodí a neslyší a v pubertě postupně přijdou i o zrak.
LN Co syndrom způsobuje?
Má víc variant. Mohou za ně různé mutace, které mají podobné projevy. My zkoumáme verzi označovanou jako 1C. Pacienti s touto poruchou mají v genu pro protein harmonin takzvaný STOP kodon. Je to příkaz, který říká buňce, aby skončila s výrobou proteinu, poněvadž už je hotový. Když je na správném místě, je to v pořádku. Nemocní Usherovým syndromem 1C ho ale mají ve špatné poloze. V jejich buňkách harmonin nevzniká, i když by měl. My se snažíme tuhle chybu napravit tak, že do buněk sítnice vložíme nový funkční gen.
LN Připadá mi, že se snažíte opravovat samé jednoduché chyby. Opakující se úseky genetického kódu navíc, STOP kodon na špatném místě…
Ano. Vždycky je to jednoduchá chyba. Zkoumáme onemocnění způsobená konkrétní poruchou v jednom genu, kterou se snažíme opravit. Mnohem častější jsou choroby polygenní, způsobené více geny, a ty jsou již kvůli technologii hůře uchopitelné. A i tak je to v praxi komplikované. Potřebujeme upravit přesně úsek genetického kódu, který dělá neplechu. Další problém je, jak dostat produkt do správných buněk nebo jestli produktů našeho zásahu nevzniká moc či naopak málo. Potíží je spousta.
Genová terapie se snaží léčit neléčitelné nemoci, způsobené poruchou v genu. Můžeme ho buď přímo opravit, či do dědičné informace vložit gen, jehož produkt v buňce chybí.