Sirpjveida šūnu pacienti Skatiet Hope CRISPR

Deivids Brendons Gītings

Hercs Nazaire ir maigas runas mākslinieks, kuram patīk gleznot spilgtās krāsās ar tādiem objektiem kā varavīksnes palmu lapas un dejojošas sievietes virpuļojošos svārkos. Taču viena viņa radīto gleznu sērija ir tumšāka. Šeit tumši sarkani diski kontrastē ar neformāliem, zilgani purpursarkaniem diskiem uz melna fona. Vienā audeklā redzama afrikāņa seja, kas slīkst sarkanzilajās formās, acīs plūst asaras, sāpēs vaļā mute. Darbs atspoguļo viņa mūža cīņu ar sirpjveida šūnu slimību.

43 gadus vecais Haiti amerikānis Nazaire uzskata, ka kopš bērnības viņš ir bijis slimnīcā vairāk nekā 300 reizes. Viņš un citi sirpjveida šūnu pacienti jums pateiks, ka vissliktākā slimības daļa ir novājinošas sāpes. Tas ir šausminoši, jo tas ir ārkārtīgi sāpīgi. Tā visu laiku ir liela cīņa, viņš saka.

Aptuveni 100 000 cilvēku ASV ir sirpjveida šūnu slimība, lielākā daļa no tiem ir afroamerikāņi un latīņamerikāņi, bet arī Tuvo Austrumu, Āzijas, Indijas un Vidusjūras reģiona izcelsmes cilvēki. Salīdzinot ar vidējo amerikāņu, viņi dzīvo daudz īsāku mūžu - apmēram 40 līdz 60 gadus.

Sirpjveida šūnu veidošanās cēlonis ir zināms jau gadsimtu, bet medicīnas iestādes un farmācijas rūpniecība slimību ilgu laiku ir nepietiekami apkalpojusi. Tas var mainīties. Tā ģenētiskā izcelsme — viena, labi izpētīta mutācija — padara to par pievilcīgu kandidātu ārstēšanai ar gēnu rediģēšanas rīku CRISPR (sk. Genoma ķirurģija).

Ideja ir tāda, ka CRISPR varētu koriģēt ģenētisko mutāciju, kas ir atbildīga par sirpjveida šūnu veidošanos, lai pacientu ķermeņi varētu radīt normālas sarkanās asins šūnas, mazinot sāpes un citus smagus simptomus, kas saistīti ar šo slimību. Pētnieki jau ir izmēģinājuši gēnu rediģēšanas rīku cilvēka sirpjveida šūnās laboratorijā un tagad strādā pie tā, lai šī tehnika tiktu izmantota klīniskajos pētījumos. Agrīnie rezultāti liecina, ka sirpjveida šūnas varētu būt viena no pirmajām slimībām, ko CRISPR būtībā izārstē.

Neskatoties uz pastāvošajām drošības bažām par CRISPR lietošanu cilvēkiem, daži sirpjveida šūnu pacienti un viņu ārsti jau to izmanto. Es būtu viens no pirmajiem cilvēkiem, kas brīvprātīgi saka: 'Es gribu piedalīties pētījumā,' saka Nazaire. Pirmo reizi viņš par CRISPR dzirdēja pirms diviem gadiem, kad atrada YouTube videoklipu, kurā piedalījās Dženifera Dudna un Emanuela Šarpentjē, divas no šīs tehnoloģijas izgudrotājām. Kopš tā laika viņš ir entuziasts par ideju izmantot CRISPR sirpjveida šūnu ārstēšanai.

Sirpjveida šūnu slimība ir viens no visizplatītākajiem ģenētiskajiem traucējumiem, kas skar miljoniem cilvēku visā pasaulē. To izraisa mutācija gēnā, kas pazīstams kā HBB , kas veido hemoglobīnu, proteīnu, kas transportē skābekli visā organismā. Asins šūnas ar veselīgu hemoglobīnu ir sarkanas un diska formas. Šūnas ar patoloģisku hemoglobīna līmeni ir veidotas kā sirpji, ko izmanto kviešu griešanai, kas ir īpašība, kas dod slimības nosaukumu.

Šīs nepareizās formas šūnas ir lipīgas un saplūst kopā. Ja no tiem uzkrājas pārāk daudz, tie rada asinsvadu nosprostojumus un nogriež skābekli tuvējām ķermeņa daļām, izraisot smagas sāpju epizodes. Slimība var izraisīt arī biežas infekcijas, acu problēmas un orgānu bojājumus.

CRISPR Therapeutics, viens no nedaudziem gēnu rediģēšanas jaunizveidotiem uzņēmumiem, varētu būt pirmais, kas testē CRISPR terapiju sirpjveida šūnu noteikšanai cilvēkiem. Uzņēmuma pieeja ietver cilmes šūnu izolēšanu no pacientu asins paraugiem. Zinātnieki izmantotu CRISPR, lai aktivizētu ģenētisko slēdzi, kas paaugstinātu augļa hemoglobīna līmeni sarkanajās asins šūnās, padarot tās veselas. Šis augļa hemoglobīns efektīvi neitralizē sirpjveida mutācijas sekas. Pēc tam modificētās šūnas tiktu ievadītas atpakaļ pacientiem.

Samarth Kulkarni, CRISPR Therapeutics prezidents, saka, ka tas ir drošāk nekā gēnu rediģēšanas mehānisma injicēšana tieši pacientam. Tas ir riskanti, jo CRISPR var izraisīt netīšus vai nemērķtiecīgus labojumus, kas nozīmē, ka tas var sagriezt DNS, kam tas nav paredzēts. Šūnu rediģēšana ārpus ķermeņa ļaus zinātniekiem pārliecināties, vai tehnika darbojas pirms šūnu atkārtotas ievietošanas, viņš saka.

Pārbaudot metodi laboratorijas eksperimentos, izmantojot cilmes šūnas, kas ņemtas no sirpjveida šūnu pacientiem, CRISPR Therapeutics pētnieki atklāja, ka 85 procenti šūnu tika veiksmīgi rediģēti, kas nozīmē, ka tās varēja radīt veselas sarkanās asins šūnas. Kulkarni saka, ka tad, kad cilmes šūnas tiek atkārtoti ievadītas pacientam, tām jāspēj uzlabot visus sirpjveida šūnu simptomus. Šīs cilmes šūnas spēj pārvietoties uz kaulu smadzenēm, kur tās veido vairāk veselīgu asins šūnu pārējam ķermenim. Veselās šūnas vairosies, un galu galā, viņš saka, to skaits pārsniegs sirpjveida šūnu skaitu. St. Jude Children’s Research Hospital, Editas Medicine un Intellia Therapeutics strādā pie līdzīgām pieejām.

Mēs ceram, ka tas ir vienreizējs un ārstniecisks uz mūžu, saka Kulkarni. Tomēr viņš neteiks, kad uzņēmums plāno sākt šīs tehnikas klīniskos izmēģinājumus.

Tikmēr Stenfordas Universitātes Medicīnas skolas pētnieki strādā pie citas metodes, kuras mērķis ir tieši modificēt mutācijas HBB pats gēns, izmantojot CRISPR. Pētnieki to darītu arī ārpus ķermeņa. Metjū Portejs, Stenfordas pediatrijas asociētais profesors, saka, ka viņa komanda plāno uzsākt klīnisko izpēti līdz 2018. gada beigām vai 2019. gada sākumam.

Viena no Nazaira sirpjveida šūnu iedvesmotajām gleznām Deivids Brendons Gītings

Portejs saka, ka ne visas pacienta sākotnējās sirpjveida šūnas ir jāaizstāj ar rediģētām, lai efektīvi izārstētu slimību. Viņš saka, ka, ja sirpjveida šūnu īpatsvars ir mazāks par 30 procentiem, pacientiem nav simptomu. Līdz šim viņa komanda ir spējusi sasniegt korekcijas rādītājus no 40 līdz 70 procentiem. Viņš sagaida, ka koriģētās asins šūnas galu galā pārsniegs sirpjveida šūnas pacienta ķermenī. Sirpjveida šūnas dzīvo tikai 10 līdz 20 dienas, bet parastās sarkanās asins šūnas ilgst no 90 līdz 120 dienām.

Pirmie klīniskie pētījumi, izmantojot CRISPR, vēl nav sākušies ASV, taču pētnieki jau veic pasākumus, lai izglītotu pacientus par šo tehnoloģiju. Nacionālie veselības institūti ir šomēnes uzsāks pētījumu izpētīt līdz 150 sirpjveida šūnu pacientu, pacientu vecāku un veselības aprūpes sniedzēju viedokļus par tehnoloģiju.

Vence Bonham, Nacionālā cilvēka genoma pētniecības institūta genomikas un veselības atšķirību pētnieks, kurš vada pētījumu, saka, ka ir svarīgi, lai zinātnieki, kas plāno klīniskos pētījumus, ņemtu vērā pacientu uzskatus un bažas. Izvērtēt to cilvēku uzskatus, kurus, visticamāk, ietekmēs jauns zinātnes sasniegums, šķiet pašsaprotami, taču tas ir kaut kas tāds, kas medicīnas pētījumos tiek darīts reti. Šī tehnoloģija ir virzījusies ļoti ātri, taču slimības un aizstāvības kopienas īsti nav bijušas sarunas daļa, saka Bonems.

NIH pētījuma dalībniekiem vispirms tiks jautāts par viņu zināšanām par CRISPR. Pēc tam viņi noskatīsies izglītojošu video par tehnoloģiju un atbildēs uz otru jautājumu kopu, lai noskaidrotu, kā videoklips varētu būt ietekmējis viņu zināšanas vai uzskatus. Pēc tam viņi piedalīsies fokusa grupās ar citiem pacientiem, pacientu vecākiem vai veselības aprūpes sniedzējiem, lai runātu par CRISPR izmantošanu sirpjveida šūnu slimības ārstēšanai. Bonham cer, ka pētījums sniegs informāciju par klīnisko izmēģinājumu attīstību, lai padarītu tos piemērotākus un respektētu sabiedrības bažas.

Biree Andemariam, Konektikutas Universitātes Veselības centra Jaunanglijas Sirpjveida šūnu institūta direktore, pēdējo dažu mēnešu laikā ir sākusi runāt ar saviem pieaugušajiem pacientiem par CRISPR potenciālu sirpjveida šūnu slimības ārstēšanā. Pacientus tas ļoti interesē. Viņi domā, ka tas izklausās brīnišķīgi, viņa saka.

Bet Andemariam saka, ka var rasties arī uzticības problēmas starp sirpjveida šūnu pacientiem un viņu veselības aprūpes sniedzējiem. Melnādainajiem pacientiem var būt aizdomas, ka viņi pierakstās klīniskajos pētījumos, jo īpaši ņemot vērā vēsturiskus piemērus par medicīniskiem eksperimentiem ar afroamerikāņiem bez viņu piekrišanas. Piemēram, bēdīgi slavenais Tuskegee pētījums eksperimentā, kas notika no 1932. līdz 1972. gadam, tīši neārstēja afroamerikāņu vīriešus ar sifilisu.

Tuskegee eksperiments daudziem cilvēkiem ir svaigs, lai gan tas notika pirms gadu desmitiem, saka Andemariam, kurš ir arī Amerikas Sirpjveida šūnu slimību asociācijas galvenais medicīnas darbinieks.

Ja CRISPR zāles pret sirpjveida šūnu galu galā nonāks tirgū, galvenais jautājums ir, kam tas būs pieejams. Ganā dzimušais Toronto slimo bērnu slimnīcas ārsts Īzaks Odams, kurš specializējas sirpjveida šūnu analīzē, saka, ka pacientiem Āfrikā jau ir grūtības samaksāt par hidroksiurīnvielu, kas ir izplatīts medikaments šīs slimības ārstēšanai. Viņš saka, ka zāles maksā vienu līdz divus dolārus dienā, taču pat tas daudziem ir pārāk dārgs. Viņš uztraucas, ka CRISPR izmaksas padarīs zāles nepieejamas lielākajai daļai pasaules pacientu.

Viņš saka, ka 90 procentiem cilvēku ar sirpjveida šūnu anēmiju, kas dzīvo šajā pasaulē, tas joprojām būs kaut kas pārāk dārgs, lai viņiem būtu pieejams.

Kamēr nav pieejams CRISPR, sirpjveida šūnu pacientiem būs jātiek galā ar citām ārstēšanas metodēm. Lai pārvaldītu savu slimību, Nazeram nesen tika veikta aferēze — pārliešanas procedūra, kuras laikā tika noņemtas un aizstātas dažas viņa sarkanās asins šūnas, mēģinot samazināt sirpjveida asins šūnu skaitu. Viņam ir mazāk sāpju nekā iepriekš, taču laika gaitā ieguvumi var izzust.

Nazaire un citiem CRISPR ir labākas un ilgākas dzīves solījums. Iespējams, ka šī cerība nav tālu, jo gan akadēmiskās, gan komerciālās laboratorijas sacenšas, lai izstrādātu uz CRISPR balstītas terapijas. Kad jūs saskaraties ar kaut ko, kas ir izmisīgs un dzīvībai bīstams, jūs vēlaties redzēt kaut ko darīt lietas labā, viņš saka. Es domāju, ka tas ir kaut kas, kas ir jāizmanto. Tas varētu būt izdevīgi pasaulei.

paslēpties