Тана Прасонгсін / Getty Images
Ключові винос
- Існує лише одне схвалене FDA лікування серповидноклітинної хвороби, але воно вимагає донора брата або сестри.
- Використовуючи технологію CRISPR-CAS9, дослідники успішно націлились на генетичний перемикач, який відключив виробництво фетальної форми гемоглобіну.
- CRISPR-CAS9 дозволив пацієнтам із серповидно-клітинною хворобою та бета-таласемією бути власними донорами для трансплантації кісткового мозку. Це може зробити лікування більш доступним.
Редагування генів перевернуло багато галузей науки, починаючи від створення непестицидної їжі і закінчуючи спробами повернути шерстистого мамонта. Використовуючи технологію CRISPR-CAS9, яку зазвичай називають CRISPR, вчені зараз намагаються виправити генетичні помилки, що викликають захворювання.
Січневе дослідження, опубліковане вThe New England Journal of Medicineвиявили, що CRISPR може створити нові методи лікування для лікування захворювань крові, таких як серповидно-клітинна хвороба.
Пацієнти з діагнозом серповидно-клітинна мутація мають мутацію гена гемоглобіну - багатого залізом білка в еритроцитах. Мутація спричиняє аномально С-подібні клітини крові, яким важко переносити кисень до інших частин тіла. Її жорстка і липка властивість також закупорює кровотік, що збільшує ризик зараження.
Серповидно-клітинна хвороба є спадковим розладом крові, на який страждає близько 100 000 американців на рік, - розповідає Веривеллу Алексіс А. Томпсон, доктор медичних наук, медичний працівник, колишній президент Американського товариства гематологів та дитячий гематолог Медичної школи Фейнберга при Північно-Західному університеті. Хоча Томпсон, який не брав участі у дослідженні, каже, що діти здаються відносно нормальними при народженні, лише у віці 6-12 місяців у дітей починають виникати проблеми.
"У молодшій віковій групі пацієнти, які страждають від болю, сильної лихоманки або інфекції, потребують госпіталізації, отримують дуже сильні ліки і втрачають школу", - говорить Томпсон. "По мірі того, як вони переходять до дорослого віку, у них виникають проблеми, закінчуючи освіту, університет, або збереження роботи ". Використовуючи CRISPR, дослідники намагаються змінити деякі з цих результатів.
Що це означає для вас
Серповидно-клітинна хвороба передається дитині, коли обоє батьків мають риси серповидноклітинних клітин. Якщо ви не впевнені у своєму статусі перевізника, дуже важливо пройти обстеження у медичного працівника. Якщо у вас є серповидноклітинна хвороба, у майбутньому вам можуть бути доступні нові методи лікування за допомогою технології CRISPR.
Генетична стратегія відновлює виробництво гемоглобіну
У дослідженні брали участь один пацієнт із серповидно-клітинною хворобою та один пацієнт із бета-таласемією, розладом крові, який зменшує вироблення гемоглобіну.
Обидва пацієнти потребували стовбурових клітин крові, але в дослідженні намагалися використовувати їхні клітини, а не клітини брата або сестри. Коли у пацієнта брали стовбурові клітини крові, дослідники використовували CRISPR, який діє як молекулярні ножиці, та однонаправляючу молекулу РНК, CAS9, для визначення специфічного гена, званого BCL11A.
У цьому дослідженні дослідники вирізали BCL11A, оскільки він діє як генетичний перемикач, який вимикає ген, що виробляє фетальну форму гемоглобіну. Увімкнувши його знову, вчені відновили вироблення фетального гемоглобіну, який замінив відсутній або дефектний гемоглобін в еритроцитах обох пацієнтів. Будь-які залишені хворі клітини ліквідували за допомогою хіміотерапії.
Рівні гемоглобіну залишались стабільними через місяці після лікування
Через шість та 12 місяців після процедури обом пацієнтам проводили аспірацію кісткового мозку, щоб виміряти кількість еритроцитів, що містяться в їх зразку кістки.
Першим пацієнтом була 19-річна жінка з діагнозом бета-таласемія. Через чотири місяці після останньої трансплантації кісткового мозку генетично відредагованими стовбуровими клітинами рівень її гемоглобіну стабілізувався і залишався стабільним під час останнього наступного візиту. Хоча вона спочатку відчувала серйозні побічні ефекти від лікування (пневмонія та захворювання печінки), вони пройшли через кілька тижнів.
Другим пацієнтом була 33-річна жінка із серповидно-клітинною хворобою. Через 15 місяців після процедури рівень її фетального гемоглобіну зріс з 9,1% до 43,2%. Рівень її мутованого гемоглобіну від серповидно-клітинної хвороби знизився з 74,1% до 52,3%. Поки вона відчувала три важкі побічні ефекти (сепсис, жовчнокам’яна хвороба та біль у животі), вони були вирішені за допомогою лікування.
Однією з головних переваг цього підходу, порівняно з традиційними формами лікування цих порушень крові, є використання клітин пацієнта без необхідності донора.
"Клітинами одного і того ж пацієнта можна маніпулювати і їх можна трансплантувати без ризику відторгнення або викликати імунні реакції донора (хвороба трансплантат проти господаря)", Даміано Ронделлі, доктор медицини, професор гематології Майкла Різа в університеті Іллінойсу в Чиказькому медичному коледжі, йдеться в заяві.
З моменту публікації дослідники розширили свою роботу ще на восьми пацієнтах - шість із бета-таласемією та троє із серповидно-клітинною хворобою. Їхні поточні результати узгоджуються з першими двома пацієнтами у дослідженні.
Сучасне лікування серповидноклітинної хвороби
На сьогоднішній день затверджене FDA лікування серповидноклітинної хвороби - це трансплантація кісткового мозку. Однак ця процедура вимагає, щоб у пацієнта був брат чи сестра, тканина яких повністю відповідає їхній.
Томпсон каже, що основною проблемою лікування є те, що кожен четвертий брат чи сестра не є однотипними тканинами. Навіть якщо відбувається трансплантація кісткового мозку, існують також серйозні побічні ефекти процедури, включаючи відмову трансплантата, хворобу трансплантат проти господаря та смерть.
Якщо трансплантація кісткового мозку не відображається, альтернативним методом лікування є гаплоїдна ідентична трансплантація. "Досягнуто успіху в гаплоїдних ідентичних трансплантаціях, де тип тканини частково узгоджується, але трансплантація виконується зовсім по-іншому, щоб досягти приживлення з вашими ускладненнями", - говорить Томпсон. Однак вона каже, що лише меншість пацієнтів мають право на це лікування.
Через обмеження та обмеження серповидно-клітинної хвороби Томпсон каже, що було деяке обговорення питання про те, щоб пацієнти могли бути власними донорами. У цьому поточному дослідженні автори розглядають редагування генів як потенційний шлях для такого типу лікування.
Як можуть допомогти генетичні методи лікування
Кожен може успадкувати серповидно-клітинну хворобу, але це особливо часто:
- Люди африканського походження, в тому числі афроамериканці
- Латиноамериканці з Центральної та Південної Америки
- Люди близькосхідного, азіатського, індійського та середземноморського походження
У США всіх дітей, народжених в країні, обстежують на серповидноклітинні захворювання, що дає широкі можливості для раннього лікування. Але кілька сценаріїв ускладнюють діагностику кожного випадку. Томпсон каже, що сім'ї, які іммігрували до США, можуть мати старших дітей, які не проходили обстеження разом з батьками, які не знають про свій статус перевізника, поки у них не народиться дитина, яка страждає цим захворюванням.
Незважаючи на недосконалість скринінгів, промислово розвинені країни покращили прогноз щодо серповидноклітинної хвороби. "Сьогодні у дитини, яка народилася сьогодні в Сполучених Штатах, є 95% шансів пережити повноліття, і те саме стосується інших винахідливих країн, таких як Великобританія", - говорить Томпсон.
Однак із світової точки зору Томпсон каже, що країни з низьким та середнім рівнем доходу можуть не пропонувати ті самі методи лікування, які зараз доступні людям у таких країнах, як США. Вона каже, що більше половини дітей із серповидно-клітинною хворобою в Африці на південь від Сахари не буде жити після свого п’ятого дня народження.
На підставі результатів дослідження редагування генів може допомогти лікуванню серповидноклітинної хвороби стати більш доступним.
"Сподіваємося, що цей спосіб лікування буде доступним і доступним у багатьох країнах з низьким рівнем доходу, Близькому Сході, Африці та Індії, і матиме важливий вплив на життя багатьох людей у цих районах", - сказав Ронделлі. U
