Η πρώτη θεραπεία με το σύστημα τροποποίησης του γενετικού υλικού CRISPR- Cas εγκρίθηκε από τις Βρετανικές ρυθμιστικές αρχές στο μέσο του προηγούμενου μήνα. Μετά από λιγότερο από ένα μήνα εγκρίθηκε η ίδια θεραπεία από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA). Ασθενείς με κληρονομικές μορφές αναιμίας και συγκεκριμένα με β-θαλασσαιμία και με δρεπανοκυτταρική αναιμία θα μπορούν, πλέον, να απαλλαγούν από συνεχείς μεταγγίσεις ή από επώδυνα συμπτώματα και η ποιότητα ζωής τους θα βελτιωθεί σημαντικά. Μια νέα εποχή στη θεραπεία γενετικών νοσημάτων μέσω της βιοτεχνολογίας έχει ήδη ξεκινήσει.
Η δρεπανοκυτταρική αναιμία και η β-θαλασσαιμία είναι γενετικά νοσήματα που οφείλονται σε μεταλλάξεις στα γονίδια που ευθύνονται για την παραγωγή της αιμοσφαιρίνης. Η αιμοσφαιρίνη είναι μια πρωτεΐνη με ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο για την επιβίωση και τη σωστή λειτουργία των κυττάρων του ανθρώπινου οργανισμού. Βρίσκεται μέσα στα κύτταρα του αίματος, τα ερυθρά αιμοσφαίρια, και είναι επιφορτισμένη με τη μεταφορά του οξυγόνου στα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος. Μεταλλάξεις στα γονίδια της αιμοσφαιρίνης οδηγούν στη δημιουργία ελαττωματικής πρωτεΐνης. Στην περίπτωση της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας τα ερυθρά αιμοσφαίρια παραμορφώνονται και αποκτούν ένα χαρακτηριστικό δρεπανοειδές σχήμα. Εξαιτίας της παραμόρφωσής τους παύουν να λειτουργούν σωστά, ενώ ταυτόχρονα δημιουργούν συσσωματώματα που προκαλούν απόφραξη σε διάφορα αγγεία. Το βασικότερο σύμπτωμα των ασθενών είναι οι κρίσεις έντονου και εξουθενωτικού πόνου. Στη β-θαλασσαιμία οι μεταλλάξεις οδηγούν σε μειωμένη παραγωγή αιμοσφαιρίνης και κατ’ επέκταση σε περιορισμένο αριθμό ερυθρών αιμοσφαιρίων στο αίμα. Οι ασθενείς, που παρουσιάζουν κόπωση και προβλήματα στην αναπνοή και στον καρδιακό παλμό, συνήθως χρειάζεται να υποβάλλονται σε μεταγγίσεις αίματος ανά τακτά χρονικά διαστήματα.
Το σύστημα CRISPR- Cas9
Η νέα θεραπευτική προσέγγιση σχεδιάστηκε με βάση το εργαλείο γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR- Cas9. Το σύστημα CRISPR- Cas9 είναι ένα σύμπλοκο μορίων που επιστρατεύουν τα βακτήρια προκειμένου να αμυνθούν από τους ιούς που τα προσβάλλουν. Με αυτό μπορούν να κόβουν το γενετικό υλικό των ιών κι έτσι να το καταστρέφουν. Ως εργαλείο γονιδιακής τροποποίησης, πρόκειται για ένα σύστημα πρωτεϊνών που χρησιμοποιεί ένα μόριο RNA ως οδηγό προκειμένου να φτάσει στην επιθυμητή περιοχή του γενετικού υλικού, δηλαδή του DNA, όπου υπάρχει μια βλάβη. Εκεί οι πρωτεΐνες λειτουργώντας σαν ψαλίδια, μπορούν να κόβουν το DNA και να επιδιορθώνουν τη βλάβη. Οι εταιρίες βιοτεχνολογίας Vertex Pharmaceuticals και CRISPR Therapeutics ανέπτυξαν τη θεραπεία με εμπορική ονομασία “Casgevy”, η οποία βασίζεται στο σύστημα CRISPR- Cas9. Αποτελεί το πρώτο εγκεκριμένο φάρμακο που χρησιμοποιεί αυτή την τεχνολογία επεξεργασίας του DNA, για την οποία δόθηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας και Ιατρικής το 2020. Αρχικά συλλέγονται τα αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα από τον ερυθρό μυελό των οστών των ασθενών. Στη συνέχεια το εργαλείο CRISPR–Cas9 τροποποιεί τα γονίδια που παράγουν την αιμοσφαιρίνη σε αυτά τα κύτταρα. Συγκεκριμένα κόβεται ένα γονίδιο που σχετίζεται με το μπλοκάρισμα της εμβρυικής αιμοσφαιρίνης, μιας αιμοσφαιρίνης που παράγεται μόνο στα έμβρυα. Με τη θεραπεία με το Casgevy, επομένως, ξεκινά η παραγωγή της εμβρυικής αιμοσφαιρίνης, η οποία αντικαθιστά την ελαττωματική αιμοσφαιρίνη. Τα γενετικά τροποποιημένα αιμοποιητικά κύτταρα μεταμοσχεύονται εκ νέου στον ερυθρό μυελό των οστών των ασθενών όπου εγκαθίστανται και πολλαπλασιάζονται. Τα νέα ερυθρά αιμοσφαίρια που προκύπτουν από αυτά τα κύτταρα περιέχουν εμβρυική αιμοσφαιρίνη και έχουν φυσιολογικό σχήμα.
Η θεραπεία εγκρίθηκε αφού ολοκληρώθηκαν και στέφθηκαν με επιτυχία οι αντίστοιχες κλινικές δομικές. Συγκεκριμένα χορηγήθηκε υποδόρια το φάρμακο σε ασθενείς εθελοντές με δρεπανοκυτταρική αναιμία. Είκοσι εννιά συμμετέχοντες παρακολουθήθηκαν στενά για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά τη λήψη της θεραπείας. Στους είκοσι οχτώ παρατηρήθηκε ότι μειώθηκαν εντελώς οι κρίσεις πόνου για τουλάχιστον ένα χρόνο μετά. Το Casgevy δόθηκε και σε ασθενείς με μια μορφή β- θαλασσαιμίας, για την οποία δεν υπήρχε διαθέσιμη θεραπεία, παρά μόνο η μετάγγιση αίματος ανά τακτά χρονικά διαστήματα. Από τους 54 εθελοντές οι οποίοι έλαβαν το φάρμακο, οι 42 παρακολουθήθηκαν εντατικά για αρκετό καιρό, ώστε να προκύψουν αξιόπιστα αποτελέσματα. Από αυτούς, οι 39 δεν χρειάστηκαν μετάγγιση αίματος για τουλάχιστον ένα χρόνο. Στους εναπομείναντες τρεις μειώθηκαν οι μεταγγίσεις περισσότερο από 70%. Στις κλινικές δοκιμές παρατηρηθήκαν ήπιες παρενέργειες. Η πιο σοβαρή ανησυχία αφορά την πιθανότητα το σύστημα CRISPR–Cas9 να τροποποιήσει το DNA των αιμοποιητικών βλαστικών κυττάρων σε μη επιθυμητές θέσεις. Επομένως κρίνεται αναγκαία η λεπτομερή εξέταση του DNA αυτών των κυττάρων πριν αυτά μεταμοσχευθούν στους ασθενείς. Ένα άλλο ανησυχητικό γεγονός που προβληματίζει ιδιαίτερα είναι η πολύ υψηλή τιμή της θεραπείας. Υπολογίζεται ότι στο Ηνωμένο Βασίλειο το κόστος της θεραπείας θα κυμαίνεται στα δύο εκατομμύρια δολάρια για κάθε ασθενή, κάτι που αποτελεί περιοριστικό παράγοντα για την πρόσβαση των ανθρώπων σε αυτήν.
Παρά τα σημαντικά εμπόδια και τους προβληματισμούς, με την τεχνολογία επεξεργασίας του γονιδιώματος CRISPR–Cas9 φαίνεται ότι αρχίζει μια νέα περίοδος στην αντιμετώπιση όχι μόνο των κληρονομικών αιμοσφαιρινοπαθειών αλλά γενικότερα των γενετικών ασθενειών που στην πλειονότητά τους είναι, μέχρι στιγμής, δύσκολα αντιμετωπίσιμες.
Πηγές:
- nature.com
- fda.gov
