Genetycznie uwarunkowane schorzenia krwi, choć rzadkie, miewają niezwykle drastyczny przebieg. W chorobach takich jak beta-talasemia czy anemia sierpowatokrwinkowa mutacje pojedynczych genów zaburzają wytwarzanie hemoglobiny. Wadliwa postać białka nie może pełnić swej funkcji, czyli wiązać tlenu i transportować go do wszystkich komórek naszego organizmu. Stąd ciężkie objawy tych przypadłości – głęboka anemia, niekiedy uniemożliwiająca normalne funkcjonowanie, silne bóle niedotlenionych tkanek, żółtaczka czy zatory z nieprawidłowych form czerwonych krwinek, które zamykają światło drobnych naczyń. Jedyne skuteczne leczenie to przeszczep szpiku lub komórek macierzystych, lecz stan wielu pacjentów jest zbyt ciężki, by poddać ich tak poważnym zabiegom.
W beta-talasemii i anemii sierpowatokrwinkowej upośledzone jest wytwarzanie tzw. hemoglobiny typu dorosłych. Ale to nie jedyna postać tego cennego białka, jaką potrafi wytworzyć nasz organizm. W łonie matki powstaje bowiem hemoglobina płodowa, która znacznie silniej od swej „dorosłej” kuzynki wiąże tlen, by móc odbierać go z krwiobiegu matki i dostarczać rozwijającemu się w ekspresowym tempie dziecku. Hemoglobina płodowa cechuje się odmienną budową – zamiast beta-globiny (której to właśnie dotyczy chociażby mutacja odpowiedzialna za rozwój beta-talasemii) zawiera bowiem gamma-globinę.
Tuż po urodzeniu wytwarzanie hemoglobiny płodowej gwałtownie spada i u większości ludzi stanowi ona nie więcej niż 1% całej puli tego białka w organizmie. Zdarza się jednak – u osób z pewną mutacją genetyczną – że jej produkcja utrzymuje się w życiu dorosłym. Ta „choroba” przebiega w zasadzie bez żadnych objawów, a wręcz może pomagać – zaobserwowano, że u pacjentów z beta-talasemią czy anemią sierpowatokrwinkową znacznie łagodzi ona objawy tych schorzeń. A to dlatego, że silnie wiążąca tlen hemoglobina płodowa w dużej mierze kompensuje niedobór „dorosłej” postaci tego białka.
Naukowcy postanowili więc wyjaśnić, w jaki sposób ludzki organizm „wyłącza” produkcję hemoglobiny płodowej i dlaczego u niektórych osób ten mechanizm nie działa. Niedawno, po niemal pięćdziesięciu latach poszukiwań, ich misja zakończyła się sukcesem – zidentyfikowano dwa geny, które uczestniczą w tym procesie. Jaki związek ma to jednak z terapią wrodzonych chorób krwi? Otóż badacze postanowili przetestować, czy drobne manipulacje genetyczne pozwolą na utrzymanie wytwarzania hemoglobiny płodowej u chorych na beta-talasemię czy anemię sierpowatokrwinkową. Wykorzystując małoinwazyjną technikę inżynierii genetycznej, CRISPR, zmodyfikowali więc, póki co na szkiełku laboratoryjnym, dwa wspomniane wcześniej geny, uzyskując pożądany efekt.
Zanim innowacyjna terapia zostanie przetestowana u ludzi, liczne próby muszą potwierdzić jej bezpieczeństwo, a technika CRISPR ma swoich przeciwników. Twierdzą oni, iż wprowadzone do organizmu enzymy, których zadaniem jest przecięcie DNA w określonym miejscu, mogą przecież niespecyficznie zareagować z innymi genami. Poza tym CRISPR wymaga pobrania komórek pacjenta, zmodyfikowania ich w warunkach laboratoryjnych i ponownego wprowadzenia do docelowej lokalizacji. Tymczasem niektórym marzy się proste, niewymagające tylu manipulacji leczenie.
Być może ich oczekiwania spełni edycja zasad azotowych – inna technika inżynierii genetycznej, którą można zastosować u ludzkich zarodków, a być może nawet bezpośrednio w organizmie pacjenta. Jej zwolennicy zachwalają większą specyficzność i bezpieczeństwo, a badacze z San Yat-sen niedawno wykorzystali ją do usunięcia mutacji wywołującej beta-talasemię z ludzkich zarodków – z powodzeniem. Być może więc, dzięki którejś z tych technik, pacjenci skazani dotychczas na ciągłe transfuzje krwi i szereg poważnych dolegliwości będą mogli cieszyć się pełnią zdrowia.
Żródła:
Źródło grafiki:123rf.com
Źródło filmu: nature video
Więcej komentarzy...