Новая волна в терапии с использованием генетического редактирования

11.11.201515480

Лейла, годовалая девочка, больная лейкозом, находится в ремиссии благодаря терапии методом генного редактирования, позволившей трансплантировать ей модифицированные иммунные клетки, полученные от другого человека.

Этот случай является второй попыткой применения генного редактирования в качестве лечения – первая была проведена в 2014 г. для ВИЧ-положительного пациента. В планах исследователей еще несколько подобных испытаний и биотехнологические компании готовятся к испытанию терапии, когда непосредственно в организм человека вводится ДНК, кодирующая ген-редактирующие ферменты.

Иммунолог Васем Касим (Waseem Qasim) из Детской больницы Грейт Ормонд (Great Ormond Street Hospital for Children) в Лондоне (Великобритания), исследовательская группа которого вылечила девочку, заявляет, что его команда планирована начать испытания по исследованию безопасности лечения лишь в будущем году на 10-12 пациентах. Однако, когда исследователи столкнулись с ребенком, которому не помогли никакие другие методы, им удалось получить специальное разрешение на лечение девочки с помощью новой технологии. По словам Касима, спустя несколько месяцев после процедуры пациентка чувствует себя хорошо. Исследовательская группа представит сообщение о клиническом случае на встрече Американского Общества Гематологов (American Society of Hematology) в декабре 2015 г. во Флориде.

Для проведения лечения исследователи получили Т-лимфоциты от здорового донора и подвергли их действию рестриктазы TALEN – фермента, разрезающего ДНК. Фермент деактивирует иммунные гены, способные спровоцировать атаку донорских клеток при введении больному, и модифицирует гены для защиты новых клеток от противоопухолевых препаратов, которые принимает пациент.

Затем больному проводят терапию, разрушающую его или ее собственную иммунную систему, которая заменяется модифицированными клетками. Этот метод лечения не является постоянным решением для больных лейкемией, но хотя бы становится «спасательным мостом», чтобы продержать пациента до тех пор, пока не будет найден подходящий донор Т-клеток.

Для первого в истории генного редактирования на человеке использовали сходный ex vivo (внеорганизменный) подход. В 2014 г. компания Sangamo BioSciences (США) опубликовала результаты клинического испытания, в ходе которого использовались клетки с редактированным геномом для лечения 12 ВИЧ-инфицированных пациентов. Вместо TALEN исследователи применили другой класс рестриктаз – нуклеазу «цинковые пальцы» (zinc-finger nuclease, ZFN). При добавлении к образцу крови, полученной от пациента, фермент ZFN разрезает ген белка Т-клеток, зараженных ВИЧ, а затем клетки вводятся обратно пациентам. Результаты оказались положительными: к моменту объявления половина пациентов перестала принимать антиретровирусные препараты и, как представители компании заявили журналу Nature, благодаря данному методу сейчас излечено более 70 пациентов.

Надежда на лечение гемофилии

Однако в случае некоторых заболеваний резонно редактировать геном in vivo (в организме) – например, если клетки-мишени находятся в органе или ткани, которые получить сложнее, чем кровь.

В исследовании [1], результаты которого были представлены в октябре 2015 г. на встрече Национальной Академии Наук, Инженерии и Медицины США (US National Academies of Sciences, Engineering and Medicine), старший научный сотрудник компании Sangamo Федор Урнов (Fyodor Urnov) сообщил, что его группа инъецировала 15 обезьян вирусом, несущим гены ZFN и нормального фактора свертываемости крови IX, вырабатываемого печенью, мутация в котором присутствует у пациентов с гемофилией типа B.

Белок ZFN разрезал геном в участке, кодирующем белок альбумин, также синтезируемый в большом количестве в печени, и вставлял нормальную версию гена фактора свертываемости IX. Исследовательская группа установила, что печень обезьян стала вырабатывать значительно больше фактора IX: уровень белка в крови вырос на 10%. Урнов отмечает, что этот сайт рестрикции может быть хорошим участком для вставки других генов [2] и сравнивает ген альбумина с USB-портом к геному человека.

Комитет Национальных Институтов Здоровья США (US National Institutes of Health), одобряющий все клинические испытания с участием модификации ДНК, разрешил также и проведение клинических испытаний терапии фактора IX на человеке в сентябре 2015 г., заявляет Урнов, однако Sangamo все еще необходимо получить разрешение от Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (US Food and Drug Administration, FDA). По словам Урнова, компания подаст заявку до конца текущего года и, в случае одобрения, клинические испытания могут стартовать в начале 2016 г. Кроме того, Sangamo планирует подать заявку на разрешение проведения нескольких других клинических испытаний по генному редактированию in vivo, включая терапию гемоглобинопатии и бета-талассемии.

Sangamo – не единственная компания, планирующая начать тестирование метода генетического редактирования на человеке. Третьего ноября 2015 г. биотехнологический стартап Editas Medicine (США) объявил о намерениях начать к 2017 г. клинические испытания по терапии с генным редактированием in vivo. Исследователи намереваются инъецировать ДНК, кодирующую систему CRISPR-Cas9, в глаза пациентам с редкой патологией сетчатки – амаврозом Лебера – для коррекции мутантного гена.

Рост беспокойства

Как ex vivo, так и in vivo терапия может вызывать разрезы и мутации где-либо еще в геноме помимо целевого участка, однако есть еще одна проблема: вектор доставки ДНК может оставаться активным в организме в течение многих лет после инъекции. Биолог Вальдер Арруда (Valder Arruda) из Пенсильванского Университета (University of Pennsylvania) в Филадельфии (США), использующий терапию с геном фактора IX для лечения гемофилии, обеспокоен тем, что это может привести к непредвиденным эффектам, таким как иммунная реакция на рестриктазу. Однако сотрудники Sangamo заявляют, что до настоящего времени таких эффектов в исследованиях на животных не наблюдалось.

Среди других вопросов редактирования in vivo, по словам Касима, это необходимость быть уверенными в том, что редактированию подвергнется достаточное количество клеток, и что вектор доставит свой груз в нужное место в организме.

Тем не менее, список заболеваний, лечению которых могло бы способствовать генное редактирование, растет. В работе, результаты которой были представлены на встрече по синтетической биологии в апреле 2015 г., специалист по биомедицинской инженерии Чарльз Гершбах (Charles Gersbach) из Университета Дьюка (Duke University, США) сообщил об инъецировании вирусного вектора, кодирующего рестриктазу, в мышцы мышей с мутацией, ответственной за миодистрофию – патологию, разрушающую мышечную ткань. Инъекции корректируют ген примерно в 20% мышечных клеток, чего достаточно для существенного увеличения мышечного тонуса и силы. «Я считаю, что in vivo подход станет следующей волной генетического редактирования», – говорит Гершбах.

Лейла получила геномодифицированные иммунные клетки от здорового донора. (фото: Sharon Lees/ Great Ormond Street Hospital)

По материалам NatureNews

Оригинальная статья: Nature doi:10.1038/nature.2015.18737

Литература:
1. Tebas, P. et al. New Engl. J. Med. 370, 901–910 (2014).
2. Sharma, R. et al. Blood 126, 1777–1784 (2015).


Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей