Ar CRISPR gali išgelbėti Beną Dupree?

Būdamas 24 metų Benjaminas Dupree pergyveno daug žmonių, sergančių Diušeno raumenų distrofija. Tai buvo diagnozuota prieš 15 metų, kai jis sunkiai pakilo laiptais nenaudodamas turėklų. Gydytojai sako, kad liga yra nepagydoma, tačiau apie gyvenimą su ja pasakoja mažiau. Apie merginas, kurios nemato jūsų vežimėlio, arba kaip nustoja skambėti telefonas. Jūs su mama skaičiuojate gimtadienius ir sprendžiate, ko šiais metais negalėsite padaryti. Dupree sako, kad jam sekėsi vidurinėje mokykloje, bet koledže jį apėmė depresija. Aš nežinojau, kaip galėčiau tęsti, sako jis.

Problema ta, kad Dupree kūnas negamina distrofino, raumenų skaidulų baltymo, kuris veikia kaip amortizatorius. Be jo jūsų bicepsas, blauzdos raumenys ir diafragma pamažu virsta į riebalus panašia medžiaga. Jūs atsiduriate ventiliatoriuje, o tada jūsų širdis sustoja. Distrofiną gamina genas, kuris yra vienas didžiausių žmogaus genome. Jį sudaro 79 komponentai, žinomi kaip egzonai, kurių kiekvienas yra vienos baltymo sudedamosios dalies nurodymas. Jis man pasakė, kad Dupree problema yra pseudoegzonas – panašu, kad šio epinio recepto viduryje kažkas būtų pridėjęs klaidingą nurodymą „Stop the cooking“. Yra tūkstančiai būdų, kaip tokio dydžio genas gali suklysti, o Dupree mutacija – viena DNR raidė, skaitoma „G“, o ne „T“, yra unikali, kiek žino mokslininkai.

Ši istorija buvo mūsų 2016 m. lapkričio mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Dupree, kuris baigė biochemiją ir tikisi tapti genetikos konsultantu, kartais įsivaizduodavo, koks būtų gyvenimas, jei tos mažos klaidos nebūtų. Prieš metus, gruodį, jis sužinojo, kaip CRISPR technologija gali tai padaryti. Mokslininkas, vardu Ericas Olsonas, prieš kelis mėnesius paprašė šiek tiek Dupree kraujo, ir Dupree sutiko. Netrukus jis riedėjo laboratorijoje savo TiLite vežimėliu, kad Olsonas, Teksaso universiteto Pietvakarių medicinos centro biologas, galėtų parodyti jam rezultatus – ir tai, ką dabar prognozuoja kai kurie mokslininkai, yra labiausiai tikėtinas būdas išgydyti Diušeną.

Naudodama CRISPR, leidžiantį iškirpti DNR tiksliai pasirinktoje vietoje, ligoninės komanda modifikavo jo ląsteles lėkštelėje, perkirsdama papildomą egzoną. Kai tokiu būdu sugenda DNR, ląstelė skuba taisyti, tačiau natūralus atkūrimo procesas paprastai daro nedidelę klaidą. Dėl to nepageidaujami genetiniai nurodymai tampa nesuprantami. Redagavimo procesas užtruko tik vieną žingsnį ir truko tris dienas. Mikroskopu padarytoje nuotraukoje jo ląstelės buvo aptemdytos žaliomis tobulo distrofino pūslelėmis.

Debbie Dupree ir jos sūnus Benjaminas, 24 m., sergantis Diušeno raumenų distrofija. Benas savanoriškai paskyrė ląsteles genų redagavimo eksperimentams.

Stengiuosi būti realistas su savo lūkesčiais, sako Dupree. Bet tai suteikė man jausmą „Oho, štai čia“.

Galimybė tiksliai ir lengvai redaguoti bet kokį genomą naudojant CRISPR keičia mūsų mąstymą apie gamtą. CRISPR metodas dažnai lyginamas su DNR paieškos ir pakeitimo funkcija. Laboratorijos mokslininkams tai gali būti geriau lyginama su ugnies atradimu. Kasdien jie publikuoja vidutiniškai aštuonis mokslinius straipsnius, kuriuose aprašomi nauji technologijos panaudojimo būdai arba tik apmąstomos eksponentiškai besiplečiančios jos galimybės, pavyzdžiui, dizainerių kūdikiai, sukurti su pageidaujamomis savybėmis, ir uodai, kurių DNR užprogramuota taip, kad jie išnyktų.

Benas Dupree gamina maistą savo namuose netoli Dalaso. Dėl raumenų distrofijos jo kojos nusilpo, todėl jis negali vaikščioti.

Tarp šių galimybių galimybė nutraukti tokių žmonių kaip Dupree skausmą ir kančias yra įtikinamiausias CRISPR pažadas, nors jis vis dar yra tolimas. Ankstyvosios stadijos laboratoriniais eksperimentais akademiniai mokslininkai įrodo, kad genų redagavimas siūlo naujus būdus užpulti vėžį, išmušti ŽIV ir hepatito infekcijas, netgi pakeisti aklumą ir kurtumą. Įmonės nedaug atsilieka. Trys startuoliai Bostono srityje jau surinko 1 milijardą JAV dolerių ir bendradarbiauja su kai kuriomis didžiausiomis pasaulio vaistų kompanijomis, tokiomis kaip „Bayer“ ir „Novartis“. Nė vienas iš mūsų negali numatyti, kur ši technologija atsidurs, sako Olsonas. Aš veikiu pagal prielaidą, kad tai nuves mus toliau, nei galime įsivaizduoti.

Mokslininkai žino genų klaidas, sukeliančias maždaug 5000 paveldimų sutrikimų, o sekos nustatymo laboratorijos kasmet atranda dar apie 300. Kai kurie sindromai yra vienas iš milijardo. Duchenne yra kitame kraštutinume; tai viena iš labiausiai paplitusių paveldimų ligų, kuria serga 1 iš 4000 berniukų. Merginos kenčia retai ir mažiau.

Stengiuosi būti realistas... Bet tai suteikė man jausmą „Oho, štai čia“.

Genų redagavimas galėtų būti būdas ištrinti tokias ligas, kai vienkartinis, nuolatinis asmens DNR pakeitimas. Tai žingsnis už įprastos genų terapijos – 30 metų senumo idėjos į žmogaus ląsteles įterpti visus pakaitinius genus, dažniausiai naudojant virusą. Šis metodas nepraktiškas kai kurioms ligoms. Pavyzdžiui, distrofino genas yra per didelis, kad tilptų viruso viduje, kaip gali CRISPR DNR nuplėšiantys baltymai. Ir kartais sugedusį geną, kuris daro žalą, reikia nutildyti, todėl naujo pridėjimas nepadės. CRISPR galimybė ištrinti ir pakeisti genetines raides suteikia galimybę atlikti daugybę naujų gydymo būdų. Kai kurie gydytojai dabar vadina CRISPR genų terapiją 2.0.

Be abejo, net 1.0 genų terapija dar turi būti visiškai pritaikyta. Po 30 metų tyrimų mokslininkai vis dar mokosi, kaip panaudoti virusus genetinėms instrukcijoms perkelti į gyvo žmogaus ląsteles. Europoje buvo patvirtinti tik du genų pakaitiniai gydymo būdai nuo paveldimų ligų. Tačiau Olsonas sako esąs įsitikinęs, kad CRISPR yra patikimiausias būdas sustabdyti Duchenne'ą. Šių metų pradžioje jis parodė, kad gali ištaisyti pelių, sergančių raumenų distrofija, mutacijas, į jų venas išsiuntęs virusus, prikimštus CRISPR ingredientų. Pelė nėra berniukas, bet manome, kad tiksliai žinome, ką reikia padaryti, sako Olsonas. Jei tai veikia, priduria jis, tai yra gydymas, o ne gydymas.

Ericas Olsonas, UT Southwestern genų inžinerijos ekspertas, prieš trejus metus pradėjo naudoti CRISPR, kad sukurtų raumenų distrofijos gydymą.

Olsonas teigia, kad pirmasis CRISPR terapijos žmogaus bandymas su Duchenne sergančiu pacientu galėtų prasidėti po dvejų metų, o tai būtų nedidelis tiriamasis klinikinis tyrimas, kuriame dalyvautų tik keli berniukai. Dirbdami su Jerry Mendell iš Nacionalinės vaikų ligoninės Ohajo valstijoje, genų terapijos tyrimų centro, jie tikisi, kad per ateinančius 12 mėnesių bus suteiktas gydymas beždžionėms, o tai bus bandymų su žmonėmis įžanga. Tyrėjai taip pat sieks išsiaiškinti, ar CRISPR genų terapija turi netikėtų padarinių. Atsitiktiniai pakeitimai kelia ypatingą susirūpinimą.

Dupree, kuris stebi įvykius laboratorijoje, sako, kad daug nesitiki iš savęs. Jis žino, kad studijos gali užtrukti ne vienerius metus, o kadangi jo mutacija yra unikali, jam reikės tik jam pritaikytos terapijos. Jis sako, kad mane labiau domina mokslinės pasekmės nei bet koks gydymas man. Tačiau jo motina Debbie Dupree sako, kad pokalbių lentose ir „Facebook“ puslapiuose, kur renkasi tėvai, jau kyla klausimų. Kalbų daug. Žmonės nori žinoti, kada ji bus prieinama, sako ji.

Duchenne pacientai ir jų šeimos nebus vieninteliai, kurie susirūpinę užduos šį klausimą. Daugybė kitų, susiduriančių su mirtinu vėžiu ar ŽIV, taip pat su pjautuvine anemija ir daugybe kitų genetinių ligų, netrukus gali stebėti tų CRISPR pakeistų ląstelių likimą Olsono laboratorijoje. Ar tai naujos medicinos eros pradžia, ar tik dar vienas daug žadantis tyrimo rezultatas, kuris niekada nepateks iš laboratorijos? Visų pirma, mokslininkai turės išspręsti kitą iššūkį: saugiai ir efektyviai redaguoti DNR ląstelėse visame žmogaus kūne, taip paverčiant CRISPR iš neįkainojamos laboratorinės priemonės medicininiu gydymu.

Ligų ištrynimas

CRISPR išsivystė bakterijų viduje per milijardus metų, kaip imuniteto nuo virusų forma. Bakterijos renka ir saugo trumpus DNR fragmentus iš virusų, kurie įsiveržė į juos, išskirdamos segmentus per savo genomą pagal modelį, vadinamą grupiniais reguliariais intervalais esančiais trumpais palindrominiais pasikartojimais – terminu, suteikiančiu CRISPR akronimą. Pakartotinai užsikrėtusios vienu iš šių virusų, bakterijos gali sukurti šių genetinių fragmentų kopijas, kurios raidė po raidės sujungia naujojo viruso DNR. genomą ir jį supjaustykite.

Susidomėjimas šiuo metu yra neįtikėtinas. Anksčiau niekas nesidomėjo. Niekam nerūpėjo.

Iki 2013 m. Bostono, Berklio ir Seulo mokslininkų komandos atskirai parodė, kad šis natūraliai atsirandantis bakterinis imuninis procesas gali būti supaprastintas ir pakartotinai panaudotas siekiant sumažinti DNR žmogaus ląstelėse. Nors mokslininkai anksčiau buvo sukūrę genus redaguojančius baltymus, juos buvo sunku sukurti ir sukurti, palyginti su bakterijų sukurtu tirpalu. Vietoj 2 ar 3 versijų, tai buvo trys trilijonai, sako Tomas Barnesas, CRISPR startuolio Intellia Therapeutics vyriausiasis mokslininkas Kembridže, Masačusetso valstijoje. Be to, laboratorijos nedirbo, o visi, kurie su tuo dirba.

„Intellia“ yra viena iš pradedančiųjų trijulės, kuri įkūrė parduotuvę Bostone ir surinko apie 300 mln. USD, kad sukurtų CRISPR gydymo būdus; kiti yra Editas Medicine ir CRISPR Therapeutics. Barnesas sako, kad CRISPR labai supaprastina genų redagavimą dėl pjovimo būdo. Kaip bakterijos aptinka ir supjausto viruso genetinę medžiagą, CRISPR gali pašalinti konkrečias žmogaus DNR dalis. Vieninteliai reikalingi ingredientai yra redagavimo fermentas – dažniausiai naudojamas Cas9 – ir trumpas vadovas arba genetinių raidžių ilgis, nurodantis, kur iškirpti.

Atrodo paprasta, bet naudoti jį kuriant žmonių gydymą yra ne kas kita. Ir yra vienas trūkumas, kuris dažnai nepastebimas: redagavimas yra šiek tiek klaidingas pavadinimas. Mokslininkai įvaldė pjaustymą į DNR, kuris suteikia jiems kažką panašaus į genų trynimo raktą, be papildomos funkcijos, kurią siūlo tradicinė genų terapija. Tačiau jie negali taip lengvai perrašyti genų raidė į raidę – tai vis dar kuriamos technologijos aspektas. Kol kas tai dažniausiai apsiriboja situacijomis, kai naudinga ištrinti genus ar jų dalis. Duchenne yra vienas iš tų. Kitas yra pjautuvo pavidalo ląstelių liga, liga, kuria Jungtinėse Valstijose dažniausiai serga afroamerikiečiai. Medicinos mokslininkai praeityje jai skyrė palyginti mažai dėmesio, tačiau yra akivaizdus DNR pjūvis, kuris gali ją išspręsti, o tai reiškia, kad tai gali būti elegantiška. Dabar Mitchellas Weissas, hematologas, gydantis žmones su pjautuvine ląstele Memfio St. Jude'o vaikų tyrimų ligoninėje, sako, kad jam skambina visos genų redagavimo įmonės. Susidomėjimas šiuo metu yra neįtikėtinas, sako jis. Anksčiau niekas nesidomėjo. Niekam nerūpėjo. Tačiau jiems reikia principo įrodymo, ir tai yra gerai.

Įmonėms reikia ne tik rasti genetinės problemos, kuriai CRISPR siūlo sprendimą, bet ir būdo, kaip CRISPR instrukcijas įnešti į kūną. Daugelis mano, kad atlikdami šį darbą tikisi virusų, tačiau „Intellia“ strategija yra supakuoti CRISPR į riebalines dėmes, kurias kepenų ląstelės susiurbia taip, lyg tai būtų cholesterolis. Šį rugpjūtį kasmetiniame CRISPR susitikime Cold Spring Harbore, Niujorke, bendrovės mokslininkai parodė, kad su viena doze jie gali pakeisti bent pusės pelių kepenų ląstelių genomus. Jei „Intellia“ gali sėkmingai redaguoti žmogaus kepenų ląsteles, tai gali leisti įmonei gydyti daugybę anksčiau nekenksmingų medžiagų apykaitos būklių, tokių kaip paveldima amiloidozė, kai organizme kaupiasi skausmingos apnašos.

Akivaizdu, kad bus lengviau priversti CRISPR veikti kai kuriose kūno vietose nei kitose. Paprasčiausia užduotis tikriausiai yra ištrinti genus iš kraujo ląstelių, nes šias ląsteles galima pašalinti iš paciento ir tada įdėti atgal. Kinijos vaistų kompanija jau pradėjo tyrimą, kurio tikslas – sukurti įkrautas imunines ląsteles kovai su vėžiu, o Pensilvanijos universiteto mokslininkai paskelbė apie panašius planus, finansiškai remiami milijardieriaus interneto verslininko Seano Parkerio.

Genetinės modifikacijos laiko juosta

• 1971–73 m.:

  Rekombinantinės DNR kūrimas leidžia tyrėjams iškirpti ir įklijuoti genus bakterijose.

• 1978 m.:

  „Genentech“ komanda prideda žmogaus insulino geną prie bakterijų, pradėdama biotechnologijų pramonę.

• 1990 m.:

  Pensilvanijos gydytojai bando taikyti genų terapiją ketverių metų mergaitei. Genas pridedamas prie jos kūno naudojant virusą.

• 1999 m.:

  Paauglys Jesse Gelsingeris yra pirmasis žmogus, žuvęs per genų terapijos eksperimentą. Komercinis susidomėjimas smarkiai sulėtėja.

• 2009 m.:

  JAV biotechnologijų įmonė Sangamo Biosciences pradeda pastangas išgydyti ŽIV kraujo ląstelėmis, iš kurių pirmą kartą buvo pašalintas žmogaus genas.

• 2013 m.:

  JAV ir Pietų Korėjos mokslininkai demonstruoja CRISPR kaip naują, daug lengvesnį žmogaus genų keitimo metodą. „Editas Medicine“ yra įkurta Bostone, siekiant sukurti CRISPR gydymo būdus.

• 2014 m.:

  Pridėjus CRISPR prie raumenų ląstelių laboratoriniame lėkštelėje, Duke universiteto komanda pašalina mutaciją, sukeliančią Duchenne raumenų distrofiją.

• 2015 m.:

  Kinijos mokslininkai redaguoja žmogaus embrionų DNR. Per kelis mėnesius pasaulio mokslininkai pasmerkia kaip neatsakingą bet kokį bandymą pagimdyti genų modifikuotus kūdikius.

• 2016 m.:

  Pirmieji CRISPR bandymai su žmonėmis, kaip vėžio gydymo dalis, pirmą kartą patvirtinti JAV ir Kinijoje.

Jei ieškote genų redagavimo Everesto, tai tikriausiai perrašo DNR žmogaus smegenyse, tarkime, Huntingtono ligai gydyti. Raumenų ląstelių redagavimas yra kažkur sunkumų skalės viduryje. Genetiškai tai geras kandidatas. Net ir naudojant tik trynimo klavišą, pasak Olsono, iki 80 procentų raumenų distrofijos atvejų būtų galima išgydyti. Iš pradžių redagavimo procedūra, su kuria jis dirba, bus nukreipta į karštą distrofino geno tašką – 51 egzoną, kuriuo Editas taip pat pareiškė susidomėjimą. Ištrynus šį egzoną būtų galima gydyti apie 13 procentų Duchenne atvejų.

Svarbiausia nežinoma, ar žmogaus kūne bus įmanoma redaguoti pakankamai raumenų ląstelių ir pagaminti pakankamai distrofino. Manau, kad tai yra perspektyviausia strategija, sako Olsonas. Tačiau dalykas, kuris turi vykti teisingai, yra tai, kad jis turi būti veiksmingas. Raumenys, įskaitant širdį, sėdmenis ir bicepsus, sudaro 40 procentų žmogaus kūno masės – milijardus ir milijardus ląstelių. Iki šiol savo pelėse Olsonui pavyko distrofiną gaminti 5–25 procentuose raumenų skaidulų. Tai pusiau skaičiavimai ir pusiau spėlionės, bet jis mano, kad 15 procentų berniuko raumenų ląstelių pakaks sulėtinti, jei ne sustabdyti, raumenų distrofiją.

Kai paskutinį kartą kalbėjausi su Olsonu, jis skubėjo į telefoninį susitikimą, kad gautų komercinę paramą jo idėjai pradėti Diušeno gydymo bandymą su žmonėmis. Jis kalbėjosi su keliomis įmonėmis, įskaitant Editą, bene geriausiai žinomą Bostono CRISPR startuolių trijulę. Investuotojai yra Billas Gatesas ir „Google“. Be to, įmonė, kurią įkūrė keli CRISPR technologijos išradėjai, taip pat anksti pareiškė susidomėjusi Duchenne, Duke universiteto licencijavimo darbu. Tačiau jos vyriausioji operacinė pareigūnė Sandra Glucksmann teigė, kad ji neteikia Duchenne programos atnaujinimų.

Tiesą sakant, Editas gulėjo žemai. CRISPR gali gydyti tiek daug skirtingų ligų, kad bendrovė nenorėjo paskelbti, koks bus jos projektas „pasidaryk arba mirk“. Ir norint įrodyti, kad bet kuris CRISPR vaistas yra veiksmingas, gali prireikti dešimtmečio. Dėl to Glucksmann atsiduria sunkioje padėtyje. Savaitgaliais ji atsako į beviltiškų tėvų el. laiškus: ar CRISPR gali išgydyti mano vaiką? Teoriškai atsakymas gali būti teigiamas, bet maždaug ketvirtadalį atvejų Glucksmannas niekada anksčiau net negirdėjo apie ligą. O atsakymas, kurį Edita davė raumenų distrofija sergančių berniukų tėvams, ypač nuvylė: labai apgailestauju apie jūsų sūnų. Deja, mes vis dar esame pačioje ankstyviausioje tyrimų stadijoje.

Individualūs gydymo būdai

Vienas dalykas, kuris jau akivaizdus, ​​yra tai, kad dėl daugelio paveldimų genetinių ligų reikės pritaikyti CRISPR gydymą labai specifinėms mutacijoms, turinčioms įtakos nedideliems pacientų pogrupiams ar net atskiriems žmonėms. Paimkite Dupree, kuris gyvena mažiau nei už mylios nuo Olsono Dalaso priemiestyje. Jo mutacija yra unikali ir nėra arti 51 egzono, todėl jam nepadės pirmasis Olsono kuriamas CRISPR gydymas.

Tačiau Olsonui nekyla abejonių, kad Dupree mutacija taip pat yra koreguojama, atsižvelgiant į tai, kad ši technika gali būti nukreipta į bet kurią genomo vietą. Dupree dabar mato bent mažą tikimybę, kad kas nors galėtų atlikti CRISPR gydymą tik jam. Jis duodamas tik vieną kartą ir galbūt nėra toks brangus, sako jis. Tai privertė susimąstyti, kaip tai būtų galima padaryti, nes matau, kad viskas artėja.

Toronto ligonių vaikų ligoninėje sutikau jos vyriausiąjį pediatrą Ronaldą Cohną, kuris taip pat yra raumenų distrofijos gydytojas. Cohnas yra tikras, kad naudojant CRISPR galimas ir netgi tikėtinas unikalus gydymas. Praėjusį gruodį jis paskelbė dokumentą, kuriame parodytos kelių retų mutacijų pataisos – vėl laboratorinio lėkštelės ląstelėse, įskaitant kai kurias iš nykštukiškumu sergančio vaiko, o kitas – iš kito berniuko, sergančio Diušenu. Tas berniukas, vardu Gavrielis Rosenfeldas, yra artimų Cohno draugų sūnus Londone. Jie vadovauja labdaros fondui, kuriam Cohnas pataria.

Cohnas yra CRISPR naujokas. Prieš keletą metų jis studijavo žiemojančias voveres. Jie nejuda mėnesius, tačiau jų raumenys nėra prastesni. Tai yra toks būdas, kai galime tiesiog rasti kažkokį metodą, palankų pagrindinių tyrimų laboratorijose. Dabar, redaguodamas genus, jis mato tiesioginį kelią išgydyti pažįstamą žmogų. Gavrieliui yra 14 metų, o ištaisius jo ląsteles, Cohno laboratorija taip pat sukūrė pelės modelį, kuris dalijasi jo mutacija. Kaip ir Dupree, mutacija yra unikali, ir po kelių savaičių Cohno laboratorija pradės gydyti peles.

Bet kas tada? Cohnas sako, kad nežino. Kaip jūs netgi išbandytumėte vaistą, skirtą vienam asmeniui? Kas už tai mokėtų? Jis sako, kad lankėsi Kanados sveikatos priežiūros įstaigoje, šalies reguliuotoje, ir jam buvo liepta grįžti, jei išgydys peles. Jis sako, kad tai pareikalaus iš esmės permąstyti. Ir tai, kad jūs ir aš kalbamės šiuo klausimu, yra paradigmos kaitos pradžia.

2016 m. susitikime JAV maisto ir vaistų administracijoje berniukai, sergantys raumenų distrofija, reikalauja imtis veiksmų dėl naujų vaistų.

Cohno požiūris ištaisyti individualias mutacijas sužadino viltis tarp berniukų su Duchenne tėvais. Tai yra GYDYMAS!!! vienas rašė internete. Jo laboratorija naudojo CRISPR, kad nustatytų mutacijas ląstelėse, paimtose iš kelių jam pažįstamų berniukų, o laukimo sąraše, kurį jis laiko skaičiuoklėje, šiuo metu yra 53 vaikai, sergantys raumenų distrofija. Visų jų tėvai nori sužinoti, ar jų vaikui galėtų padėti genų redagavimas.

Jei toks genų terapijos tyrimas, kokį planuoja Olsonas, bus sėkmingas ir jei CRISPR pasieks pakankamai raumenų ląstelių, gali būti rimtas argumentas, kad vienkartinis gydymas būtų veiksmingas. Galų gale, norėdami sukurti naują mutaciją, tereikia pakoreguoti CRISPR komponentą, kuris nulinis konkrečioje DNR sekoje. Vienos dozės gamybos kaina taip pat gali būti ne kliūtis. Dvi egzistuojančios genų terapijos, patvirtintos Europoje, kainavo 1 mln. USD ir 665 000 USD. Net jei tai kainuotų dvigubai brangiau, vienkartinis genų pataisymas naudojant CRISPR būtų pigesnis nei visą gyvenimą trunkantys brangūs vaistai, invalido vežimėliai ir priklausomybė.

Tikėdamasis individualių gydymo būdų, Cohnas pripažįsta, kad sukūrė naujų problemų. Jis pakvietė tėvus į laboratoriją, o maži berniukai blaškosi tarp laboratorijos kėdžių. Tačiau per tris valandas trukusį laboratorinį susitikimą šį rudenį jis ir jo mokiniai nusprendė nustoti kalbėti apie Gavrielio ar Džeiko ląsteles ir vietoj jų naudoti skaitmeninius kodų pavadinimus. Jie vis dar žino, kas yra kas, bet tai suteikia jiems erdvės būti nešališkiems. Žinau iš galvos, bet tu nori išlikti nešališkas, man pasakė laboratorijos absolventė Tatjana Wong. Negaliu dirbti su šia byla vien todėl, kad jaučiu jį blogai. Turiu atsakyti į mokslinius klausimus.

Dideli lūkesčiai

Kai kurie genų terapijos veteranai nusuka akis išgirdę, ką naujokų manymu padarys CRISPR. Apsilankiau vektorių kūrimo centre Sent Džudo mieste ir apkeliavau ankštą L formos laboratoriją kartu su virusų gamybos ekspertu Byoung Ryu, kuris kapojo orą virš galvos ir pasakė: „Žmonių lūkesčiai čia yra aukštesni“. Ryu perspėja, kad pagrindinės, neišspręstos biologinės problemos išlieka. Vienas iš jų yra tai, ar redagavimas veiks pakankamai dažnai ląstelėse, pvz., kaulų čiulpuose, kurių tipą reikia pakeisti norint ištaisyti pjautuvinių ląstelių ligą. Jei redaguojama per mažai ląstelių, gydymas nebus veiksmingas. Tai yra skaičių žaidimas, sako Ryu.

Ryu buvo pirmasis Bostono srities genų terapijos įmonės „Bluebird Bio“ darbuotojas, kurio akcijų kaina nukrito žemyn, kai pirmieji pacientai ne visi reagavo vienodai. Aš nesu neigiamas CRISPR, bet yra tikrovės patikrinimas, sako Ryu. Kitais metais jis nepasieks žmonių. Jis veikia Petri lėkštelėje kiekvieną kartą, bet mano nuomone, genomo redagavimas gali įvykti ateityje, bet ne artimiausiu metu.

Apie genų terapiją sužinojau, kad triušis nelaimi lenktynių. Vėžlys laimi lenktynes.

CRISPR kaip gydymo ateitis labai priklauso nuo genų terapeutų, tokių kaip Ryu, įgūdžių. Jie daro pažangą, tačiau iki šiol tik dvi genų terapijos – tokios, kurios prideda visą geną – pasiekė rinką, skirtą paveldimo sutrikimo gydymui. Vienas, vadinamas Strimvelis, yra tiesioginis mirtino imuninės sistemos trūkumo išgydymas ir buvo patvirtintas šiais metais Europoje. Tačiau jį išbandyti su 18 vaikų prireikė 15 metų, o panašūs bandymai buvo nesėkmingi. Apie genų terapiją sužinojau, kad triušis nelaimi lenktynių. Vėžlys laimi lenktynes, sako Weissas, vadovaujantis Sent Judo pastangoms pritaikyti genų redagavimą pjautuvinių ląstelių ligai gydyti.

Šalutinis poveikis taip pat gali būti kliūtis. CRISPR gali sukelti atsitiktinius, nepageidaujamus pakeitimus, kurių nepavyktų ištrinti, jei jie būtų įrašyti į asmens genomą. Šiuo metu mokslininkai remiasi akademinėmis kompiuterinėmis programomis, kad prognozuotų tokį poveikį. (Vienas, prižiūrimas Harvarde, vadinamas CHOPCHOP.) Tačiau programa negali visko numatyti. Du ankstyvieji genų terapijos testai 2000-aisiais netyčia keliems vaikams sukėlė leukemiją. Niekas nenumatė tokios genomo pakeitimo pasekmės. Nors Olsonas teigia nematęs neigiamo poveikio savo pelėms, jis leidžia, kad CRISPR gali sukelti netyčinius DNR pokyčius, kurie yra svarbūs gyvybei. Mokslininkai pripažįsta, kad milijardų atskirų ląstelių redagavimas žmogaus kūne bus patikimiausias būdas išsiaiškinti, kaip CRISPR gali suklysti.

Tai gali užtrukti daug ilgiau, nei manome, bet anksčiau ar vėliau genų redagavimas pakeis tai, kaip atrodo medicina. Biotechnologijų pramonė prasidėjo aštuntajame dešimtmetyje, kai kas nors įskiepijo insuliną į E. coli, parodydamas, kad žmogaus baltymas gali būti gaminamas už kūno ribų. Dabar yra būdas pakeisti DNR ten, kur ji yra, jūsų genuose. Kai jis pro mikroskopą pažvelgė į savo ląsteles Olsono laboratorijoje, Dupree bandė laikytis racionalaus požiūrio: čia buvo sprendimas naujos kartos berniukams. Tačiau jo mama leido sau tikėtis. Buvau ekstazė. Prisimenu, galvojau: „Tai gali būti kažkas, kas veikia“, - sako Debbie. Duchenne yra tiksintis laikrodis. Tėvai negali neatlikti skaičiavimų: tiek ilgai trunka tyrimai su gyvūnais, tiek metų trunka pirmasis bandymas su žmonėmis, tiek daug daugiau laiko, kol sužinos, ar tai tikrai veikia. Laimei, Beno liga yra lėtai besivystanti rūšis. Gydytojai sakė, kad 19 metų jo nebebus, bet jis vis dar čia. Ir galbūt po 10 metų jis vis tiek bus čia, sako jo mama, kad galėtų ant jo išbandyti.

paslėpti