CRISPR/Cas9 ulazi u medicinu
Do sada ste sigurno čuli o CRISPR/Cas9 tehnologiji i mogućnostima da će se ona u budućnosti koristiti za tretmane različitih bolesti. Ta budućnost je stigla! U decembru prošle godine, u UK i SAD, zakonski je odobrena prva CRISPR/Cas9 genska terapija – Casgevy. Kako ova terapija funkcioniše? Koje bolesti leči? Da li će modifikovanje genoma ljudi dovesti do kraja sveta kako smo bezbroj puta videli u sci-fi filmovima?
Šematski prikaz CASGEVY CRISPR tehnologije za precizno uređivanje genoma
Izvor: https://www.labiotech.eu/wp-content/uploads/2023/12/CASGEVY-CRISPR.jpg
CRISPR i srpasta anemija
Možda vam je već i poznata CRISPR/Cas9 tehnologija, ta fascinantna metoda koja se pojavila pre desetak godina i tada izazvala burne reakcije kako naučne zajednice, tako i opšte javnosti. Ova tehnika omogućava brisanje, dodavanje ili čak i izmenu tačno određenih ciljanih delova molekula DNK. Tehnika za precizno manipulisanje genima do tada još nije postojala, pa je CRISPR otvorio vrata mnogim mogućnostima, u koje spada i tretman genetičkih oboljenja. Za većinu ovih bolesti ne postoji lek, već se primenjuju metode za ublažavanje simptoma. Ili je to bar bio slučaj, sve do sada. Krajem prošle godine dozvolu za medicinsku upotrebu je dobio CRISPR-zasnovan tretman, Casgevy, kojim je postalo moguće lečiti oboljenja krvi – β-talasemiju i srpastu anemiju (na koju ćemo se u ovom tekstu fokusirati).
Srpasta anemija je oboljenje koje dovodi do promene oblika eritrocita. Naime, eritrociti, koji obično imaju diskoidalan oblik, kod ljudi sa mutacijom u genu za hemoglobin, imaju srpast oblik. Pomenuto uzrokuje brojne zdravstvene probleme. Simptomi srpaste anemije uključuju: anemiju, groznicu, žuticu, umor, vazo-okluzivne krize (iznenadne epizode jakog bola usled slepljivanja srpastih eritrocita i blokiranja protoka krvi), pa i moždani udar (čak i kod dece).
Razlika između normalnih eritrocita i eritrocita osobe sa srpastom anemijom
Izvor: https://www.thebloodproject.com/wp-content/uploads/2021/10/RESIZE_SCD-1024×723.jpg
Do sada su se tretmani ove bolesti fokusirali na ublažavanje simptoma, npr. transfuzijom krvi za anemiju ili posebnim lekovima za smanjivanje učestalosti vazo-okluzivnih kriza. Jedini način da se stvarno izleči ovo oboljenje bila je transplatacija koštane srži iz zdravog donora, ali ovo je samo moguće za decu koja uspeju da pronađu odgovarajućeg donora, što je izuzetno retko. Međutim, Casgevy daje novu nadu ljudima koji pate od srpaste anemije za poboljšanje kvaliteta života.
Casgevy tretman
Casgevy je prvi odobreni tretman za nasledno oboljenje koji koristi CRISPR/Cas9 da edituje humanu DNK. CRISPR koristi „molekularne makaze”, odnosno protein Cas9, da precizno iseče ciljani genetički kod (CRISPR tehnologija može da se koristi i za „ubacivanje“ novih sekvenci u genetički kod, ali Casgevy koristi samo „molekularne makaze”).
Naime, srpasta anemija je izazvana mutacijom na obe kopije gena za adultni hemoglobin, ali, na svu sreću, u našem genomu postoji još jedan gen za hemoglobin! Fetalni hemoglobin funkcioniše na isti način kao i adultni hemoglobin, ali se razlikuje u vremenu ekspresije. To jest, javlja se samo kod fetusa, a kod novorođenčadi se zadržava par meseci pre nego što biva ugašen delovanjem drugog gena, utišivača. U principu, rad nekog gena može biti obustavljen i isecanjem njegove sekvence, gde „molekularne makaze” Casgevy-a ulaze u igru. Casgevy utišava utišivač gena za fetalni hemoglobin, pri čemu on počinje ponovo da radi i proizvodi funkcionalni hemoglobin. Mada je u stvarnosti, odnosno u organizmu, ovaj proces malo komplikovaniji.
Prikaz koraka u genskoj terapiji srpaste anemije
Izvor: https://pwonlyias.com/wp-content/uploads/2023/11/Untitled-560-768×533.webp
Kako ovaj tretman izgleda sa gledišta pacijenta? Prvo, pacijenti moraju da provedu dva meseca na regularnoj transfuziji krvi, kako bi im se smanjila koncentracija srpastih eritrocita u krvotoku. Potom im se daju lekovi koji dovode do toga da njihove hematopoetske stem ćelije migriraju iz koštane srži u krvotok, odakle se prikupljaju zarad editovanja njihovih gena pomoću Casgevy-a. Ovaj proces traje oko šest meseci, ali pacijenti za to vreme ne moraju da budu u bolnici.
Kada su editovane stem ćelije konačno spremne, pacijenti moraju da prođu još i kroz intenzivnu hemoterapiju. Cilj hemoterapije je da se uklone sve hematopoetske ćelije u koštanoj srži kako bi nove mogle da zauzmu njihovo mesto. Ovo takođe znači da sve ostale ćelije u telu ostaju neizmenjene, tako da neće doći do neočekivanih sci-fi apokaliptičkih dešavanja. Takođe, znači i da će deca pacijenata koji su prošli ovaj tretman imati neizmenjen rizik za razvoj srpaste anemije.
Tokom kliničkih ispitivanja, većina pacijenata je doživela velika poboljšanja u kvalitetu života – 29 od 31 ispitanika koji su doživljavali i više od dve vazo-okluzivne krize godišnje su u potpunosti prestali da ih dobijaju. Prvi Casgevy pacijent, Viktorija Grej, podelila je svoje putovanje na NPR-u (National Public Radio).
Iako sve ovo zvuči izvrsno, Casgevy ima i svoje nedostatke. Od jako visoke cene, do malog broja institucija koje pružaju ovaj tretman, izgleda da će Casgevy još neko vreme biti dostupan samo malom broju ljudi. Ali, to je samo početak – sa zvaničnim ulaskom u medicinsku praksu tretmana koji koristi CRISPR/Cas9 da modifikuje humanu DNK otvorena su vrata koja više nije moguće zatvoriti. Modifikovanje gena konačno postaje dostupno i u medicini, a sigurno je da još nismo čuli poslednje od toga!
Izvori:
- Frangoul, H.; et al (2020). CRISPR/Cas9 Gene Editing For Sickle Cell Disease And β-Thalassemia, The New England Journal Of Medicine Vol. 384 (2021): 252-260
- https://www.casgevy.com/sickle-cell-disease/treatment-journey
- https://www.npr.org/sections/health-shots/2019/12/25/784395525/a-young-mississippi-womans-journey-through-a-pioneering-gene-editing-experiment
