Przełom za przełomem

11 grudnia 2007
Blog szalonych naukowców

jen_450.jpg

Terapia genowa – kolejny wielki krok za nami.

Niedawno pisałem w blogu o badaniach Japończyków z Kyoto i Amerykanów z Madison. Udowodnili oni, że manipulując trzema genami aktywnymi w zarodkach można przekształcić komórki ludzkiej skóry w komórki do złudzenia przypominające zarodkowe komórki macierzyste.

Minęło dosłownie kilka dni, a ta domena badań już wykonała kolejny wielki krok naprzód. Mamy bowiem niemal dokładną powtórkę z sytuacji opisanej w wyżej wspomnianym wpisie: też dwa ważne doniesienia – tym razem omówię najpierw amerykańskie, a potem japońskie. Przełom goni przełom (jeśli miał ktoś jeszcze do tej pory wątpliwości, które kraje są liderami w badaniach biomedycznych, to teraz ich już mieć nie powinien).

W nowej amerykańskiej publikacji, ukazującej się właśnie w internetowej wersji tygodnika „Science”, ekipa Rudolfa Jaenischa z The Whitehead Institute for Biomedical Research z Cambridge, wykazuje, że komórki uzyskiwane metodą Japończyków (dyskutowaną w naszym blogu we wpisie z 27 listopada) mogą rzeczywiście służyć do leczenia chorób genetycznych.

Naukowcy uleczyli na razie tylko myszy, ale pobudzili tym realne nadzieje na opracowanie podobnej terapii u ludzi. Użyli szczepu gryzoni, u których zamieniono mysie geny alfa i? beta-globiny genami ludzkimi, ale w dodatku zmutownymi tak, że wywoływały anemię sierpowatą – na wzór ludzkiej odmiany tej anemii.

Z ogona takiej myszy Amerykanie pobrali komórki, które przy pomocy japońskiej metody „odmłodzono” wprowadzając do nich cztery geny kodujące czynniki transkrypcyjne zmieniające aktywność wielu własnych genów owych komórek. Tak uzyskane komórki prawie-zarodkowe mogły być użyte jako idealny – bo własny – materiał do przeszczepu.

Pod jednym wszelako warunkiem: że będą zawierały zdrowy, a nie zmutowny gen. Tego warunku jednak jeszcze nie spełniały. Ich przeszczepienie w tej postaci do chorej myszy (tej samej, z której ogona pobrano wyjściowe komórki do doświadczenia) niewiele by zmieniło. Tworzące się ze znakomicie nawet przyjętego przeszczepu nowe krwinki tez byłyby chore.

Należało więc uzyskane w laboratorium komórki prawie-zarodkowe poddać terapii genowej naprawiającej zmutowany gen beta-globiny powodujący anemię. Również ten zabieg powiódł się w pełni. Po nim przystąpiono do nakłonienia już naprawionych komórek do różnicowania w komórki hematopoietyczne – czyli mające zdolność tworzenia komórek krwi.

W wyniku tej skomplikowanej serii operacji uzyskano zdrowe komórki hematopoietyczne z osobnika, który mógł być teraz poddany terapii komórkowej zastępującej jego chore komórki krwi własnymi – ale już zdrowymi.

Taki autoprzeszczep (po usunięciu własnych, zmutowanych komórek hematopoietycznych poddanej terapii myszy) przyjął się oczywiście bez problemów i układ krwionośny mysiego pacjenta zapełniły zdrowe krwinki. Objawy choroby też ustąpiły w krótkim czasie.

Doświadczenie Jaenischa pokazuje niezbicie, iż pomysł leczenia chorób genetycznych u ludzi przy pomocy komórek macierzystych uzyskiwanych z komórek somatycznych pacjentów ma wielkie szanse na realizację.

Oczywiście, aby przy pomocy takich metod leczyć ludzi, trzeba jeszcze wielu dodatkowych badań wykluczających wszelkie możliwości powikłań i skutków ubocznych. A najgroźniejszymi z nich są oczywiście nowotwory.

Jednym z genów użytych przez Japończyków w ich „klasycznej” już, choć opublikowanej dwa tygodnie temu publikacji, do „odmładzania” komórek somatycznych jest gen c-MYC – silny onkogen. Dlatego ta sama ekipa Yamanaki, która ową metodę opracowała, usiłowała ów gen z własnego protokołu eksperymentalnego wyeliminować.

Prace te zostały uwieńczone pełnym sukcesem, co Yamanaka i koledzy opisują na łamach „Nature Biotechnology”. Okazało się, że aktywacja trzech genów, towarzyszących genowi c-MYC w oryginalnym przepisie, wystarczy do uzyskania komórek prawie-zarodkowych. Gwoli ścisłości dodajmy, że ekipa Jaenischa usunęła, na drodze inżynierii genetycznej, z użytych przez nich w „mysiej” terapii komórek gen c-MYC, aby zmniejszyć ryzyko wywołania nowotworów.

Usunięcie teoretycznie najbardziej niebezpiecznego etapu z metody otrzymywania leczniczych komórek, przy równoczesnym udowodnieniu przez Amerykanów, że metoda ta jest skuteczna, jest doprawdy wielkim osiągnięciem.

Ale to oczywiście nie koniec usprawniania „protokołu z Kyoto”. Sadzę, że najważniejsze będzie takie rozpracowanie kontroli aktywności genów zarodkowych, aby możliwe stało się dokonywanie aktywacji wybranych genów bez zabiegów transgenicznych. Wszystkie komórki naszego ciała (te, które posiadają jądra komórkowe) zawierają bowiem w swym DNA również aktywowane przez Japończyków i Amerykanów geny, choć w uśpionej postaci.

Sztuczna aktywacja własnych genów zarodkowych pacjenta powinna przyszłe metody leczenia uprościć zwiększając równocześnie bezpieczeństwo pacjentów. Manipulacja obcymi genami stwarza bowiem zawsze możliwość włączenia transgenów w nieodpowiednie miejsce w genomie i wywołanie nieprzewidywalnych mutacji we własnym genomie komórki. Szczególnie przy leczeniu chorób genetycznych, kiedy to konieczne będzie transgeniczne naprawianie chorobotwórczej mutacji, zmniejszenie takiego ryzyka będzie bardzo pożądane.

Jacek Kubiak