Kraujodaros kamieninių ląstelių genų terapija – nauji pasiekimai ir iššūkiai

Alogeninių kraujodaros kamieninių ląstelių terapija gydant genetines kraujo ligas tapo klinikiniu standartu, tačiau ją riboja tinkamų donorų trūkumas ir galimos imuninės komplikacijos. Transplantato prieš šeimininką reakcija (GvH disease) yra pagrindinė priežastis, kodėl stengiamasi vengti alogeninių transplantacijų. Sunkesne ar lengvesne jos forma suserga pusė ne savo ląstelių gavusių pacientų. Šiuolaikiniai metodai, kaip išvengti šios ligos, pavyzdžiui, T ląstelių pašalinimas iš transplantato arba ciklofosfamido (imunosupresanto) naudojimas po procedūros, rizikos visiškai nepanaikina.

Autologinės kamieninės ląstelės išvengia šių barjerų, tačiau jos yra paties paciento, taigi su ta pačia defektyvia genetine informacija, ir negali būti taikomos. Išeitį siūlo genų terapija. Pasitelkus genų terapiją galima sukurti galingą ląstelių terapijos vaistą sunkioms ligoms gydyti ir tik vienos transplantacijos pakaktų visą gyvenimą trunkančiam efektui pasiekti.

Pirmieji efektyvūs genų perkėlimo metodai buvo suskurti dar devintajame praėjusio šimtmečio dešimtmetyje. Tačiau pirmieji klinikiniai tyrimai buvo nesėkmingi iki 2000-ųjų ir tik pastaraisiais metais pasiekti pastovūs teigiami kraujodaros kamieninių ląstelių genų terapijos rezultatai gydant nemažai ligų. Klinikiniai tyrimai jau pradėti gydant adrenoleukodistrofiją (X-ALD), metachromatinę leukodistrofiję, beta talasemiją, siklemiją, adenozinės diaminazės (ADA) deficitą, su X chromosoma susijusio sunkaus kombinuoto imunodeficito (SCID) formas, Viskoto-Aldricho sindromą, chroninę granulomatozę. O vienas pažangios terapijos vaistinis preparatas „Strimvelis“ yra patvirtintas tiek FDA (Amerikos maisto ir vaistų agentūra), tiek EMA (Europos vaistų agentūra). Tai pirmoji patvirtinta genų terapija vaikams. „Strimvelis“ skirtas ūmaus kombinuoto imunodeficito dėl adenozino deaminazės stokos sindromo (AADA-SCID) gydymui.

Italijos mokslininkai iš GlaxoSmithKline išskiria autologines kamienines ląsteles (kaulų čiulpų, periferinio kraujo arba virkštelės kraujo), išgrynina ir ex vivo padaugina kraujodaros  CD34+ ląsteles ir į jas retrovirusinio vektoriaus pagalba įterpia adenozindeaminazės (ADA) geną. Transdukuotos ląstelės suleidžiamos pacientui, keliauja į jo kaulų čiulpus ir ten pradeda gaminti sveikų kraujo ląstelių populiaciją.

Nors kraujodaros sistema yra idealus taikinys genų terapijai dėl nesudėtingo ląstelių gavimo ir paprastos transplantacijos, o kraujodarinės kamieninės ląstelės yra ilgai gyvuojančios multipotentinės ląstelės, mokslininkai vis tiek susiduria su nelengvais iššūkiais. Pirmiausia tai ribotas ląstelių kiekis. Kai kurios specifinės ligos, kaip osteoporozė, gali riboti kaulų čiulpų paėmimo galimybes. CD34+, kurios ir naudojamos gydymui, yra jautrios ir jas gryninant netenkama dalies kiekio. Dalis ląstelių gali būti prarasta ir genų modifikavimo metu. Žinoma, ląsteles galima dauginti, tačiau jų dalijimosi potencialas nėra begalinis. Didžiausią dalijimosi potencialą turi virkštelės kraujo kamieninės ląstelės, tačiau ne visi ligoniai yra jų išsisaugoję. Dar vienas ribojantis veiksnys – kraujodaros kamieninės ląstelės yra santykinai atsparios transdukcijai, todėl efektyviai transdukcijai reikalingas didelis vektoriau kiekis. Kadangi kraujodarinės ląstelės geba dalintis daug kartų, tikras iššūkis yra užtikrinti, kad genų modifikacija būtų stabili ir pavendima.

Reikiamų genų įterpimui šiuo metu plačiausiai naudojami virusiniai vektoriai: retrovirusai arba lentivirusai. Pagrindiniai jų minusai vis dar lieka potencialus onkogenų įterpimas ir ląstelės mechanizmais modifikuota įterpto geno raiška. Naujausias genų terapijos metodas remiasi fermentų endonukleazių naudojimu, kurios specifiškai įkerpa DNR molekulę, o ląstelė homologinės rekombinacijos būdu pati ją užtaiso. Tikslinis genų redagavimas leidžia specifinę geno modifikaciją ir išvengiama atsitiktinai įterptų genų rizikos. Be to, ląstelės kontrolės mechanizmai į tokius pačios redaguotus genus reaguoja adekvačiai ir paprastai jų ekspresija nesikeičia. Genų redagavimui naudojamos keturios pagrindinės endonukleazės: homing (HE), cinko pirštelių (ZFN), transkripcijos aktyvatorius primenančių efektorių (TALEN) nukleazės ir CRISPR/Cas9 sistema. Tačiau šios technologijos yra naujos, pradėti vos keli ankstyvųjų stadijų klinikiniai tyrimai. Didelės mokslininkų pajėgos dirba tam, kad užtikrintų nukleazių saugumą ir specifiškumą. Pradėtas pirmasis klinikinis tyrimas „išjungiant“ kraujodaros kamieninių ląstelių genus naudojant endonukleazes ŽIV gydymui. CCR5 genas atsakingas už baltymo – ŽIV viruso koreceptoriaus ekspresiją ant T ląstelių ir makrofagų. Sugadinus šį geną CRISPR pagalba, kraujo ląstelės tampa atsparios virusui (klinikinio tyrimo Nr. NCT03164135).

Nors kraujodaros kamieninių ląstelių naudojimas genų terapijai teikia daug vilčių, technologijos kuriamos lėtai, o saugumas ir efektyvumas užtikrinamas pamažu. Jau prieš dešimt metų buvo prognozuojama, kad atsiras pažangios terapijos vaistinių preparatų, kurių naudojimas reglamentuotas tik dabar. Tačiau pagrindiniai tokio gydymo privalumai – visą gyvenimą trunkantis efektas ir galimybė įveikti sunkias, nepagydomomis vadinamas ligas – neleidžia nuleisti rankų.

Straipsnį rengė Milda Miškinienė

Šaltinis: Richard A. Morgan et al. „Hematopoietic Stem Cell Gene Therapy: Progress and Lessons Learned“ Cell Stem Cell Volume 21, Issue 5, p574–590, 2 November 2017

Pasidalinkite šiuo straipsniu

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *