Evoliucijos bendaautoriai arba genų terapijos pradžia Lietuvoje
Islandų kompanijos deCODE Genetics mokslininkai 2012 m. ėmė tirti nedidelį pokytį APP gene. Jie nustatė, kad turintys šią mutaciją žmonės labai retai serga Alzhaimerio liga. Be to, iki vėlyvos senatvės išlaiko proto aštrumą ir netgi ilgiau gyvena. Tyrimai patvirtino, kad šis geno variantas mažina baltymų plokštelių formavimąsi smegenyse.
Evoliucijos dėka naudingos mutacijos įsitvirtina palikuonių DNR grandinėje. Mat jeigu naujas geno variantas efektyviau apsaugo nuo ligos ar suteikia kitų privalumų, ilgainiui jis išplis populiacijoje. Nors procesas lėtas, bet įmanoma jį užfiksuoti. Pavyzdžiui, 2018 metais mokslininkai nustatė, kad Indonezijoje gyvenantys Badžai (arba vandenynų žmonės), kurie sugeba net keliolika minučių nekvėpavę praleisti po vandeniu ieškodami maisto, turi didesnes blužnis. Taip jų kraujyje sukaupiama daugiau raudonųjų kraujo kūnelių, pernešančių deguonį.
Tai bene perspektyviausias ir saugiausias kelias – atrasti žmones, turinčius išskirtinius genų variantus. Ir turint šią informaciją pakoreguoti sergančio asmens geną, o gal net jų grupę. Procesas sudėtingas ir pavojingas (nežinia, kaip pakeistas genas sąveikaus su kitais, kadangi žmonės turi labai įvairių genų variantų derinių), kelia etinių dilemų, bet neišvengiamai bus vystomas, kadangi tai palengvintų kančias milijonams žmonių. Kas nenorėtų sumažinti savo vaiko riziką susirgti vėžiu ar širdies ligomis, pakoregavus vieną ar kitą embriono geną? Praėjusiais metais atliktos apklausos JAV liudija, kad visuomenė šiuo klausimu pasiskirsčiusi maždaug po lygiai. Dar daugiau – 30% tėvų mielai pakoreguotų savo vaikų genus, kad jų palikuoniai sugebėtų įstoti į prestižinį koledžą. Atrodo, kad žmonės XXI amžiuje linkę rizikuoti ir naudotis naujausiomis technologijomis.
Apie genų terapijos metodo privalumus, naujausias tendencijas ir Lietuvoje vystomas šios srities technologijas kalbėjomės su šiuolaikinės genų inžinerinės farmacijos Lietuvoje pradininku, akademiku prof. Vladu Algirdu Bumeliu.
Kuo ypatingas „Bio City” projektas Lietuvoje? Ar tai tik mokslo centras, ar ir naujų biotechnologijų metodų, produktų kūrimo vieta? Kas paskatino jį kurti?
- A. Bumelis: Su „Bio City” turime didžiulius užmojus tapti didžiausiu ir pažangiausiu gyvybės mokslų kompleksu visoje Europoje. Šiuo metu baigiame statyti Genų terapijos centrą „Bio City” projekte, kuris yra įsikūręs Vilniuje, kelyje link Molėtų. Jame gaminsime inovatyvius genų terapijos preparatus JAV ir Europos klientams. Esame numatę dar 4-5 centrus toje pačioje vietoje. Be to, Vilniaus miesto inovacijų pramonės parke statysime didelį terapinių baltymų produkcijos centrą ir inovacijoms skirtą centrą, kuriame gaminsime pažangius vaistinius preparatus, pagrįstus kamieninių ląstelių ir audinių inžinerijos elementais. Šio projekto kūrimą paskatino Lietuvos potencialas gyvybės mokslų srityje bei pasaulinės biotechnologijų tendencijos. Genų ir ląstelių terapijos bei personalizuota medicina tampa vis populiaresnės, nes tai itin efektyvios gydymo strategijos. Jei JAV ar Vakarų Europos šalys jau gamina šiuos vaistus, kodėl to negalėtume daryti ir mes? Gyvybės mokslų srityje nenusileidžiame kitiems.
Kokie yra genų terapijos principai?
- A. Bumelis: Genų terapija naudojama gydyti genetinius sutrikimus. Pagrindiniai metodai apima naujų genų įvedimą į ląsteles arba esamų genų koregavimą, siekiant atkurti sugedusių ar trūkstamų genų funkciją. Tam naudojami virusiniai vektoriai (nepavojingi virusai), efektyviai pernešantys terapinius genus į tikslines ląsteles. Kita svarbi technologija yra CRISPR-Cas9, kurią naudojant tiksliai redaguojami genai. Taip ištaisomos genomo klaidos, nepakenkiant aplinkiniams genams. Abu metodai turi privalumų ir trūkumų. In vivo terapijos (organizme) pranašumas – greitesnis procedūros atlikimas, o ex vivo (laboratorijoje) metodas leidžia tiksliau modifikuoti ląsteles.
Kaip genų terapijos metodus, jos efektyvumą pakeitė DNR redagavimo sistema CRISPR-Cas9, RNR redagavimo sistema CRISPR-Cas13a? Ar jie bus naudojami Bio City, kuriant naujus vaistus ir gydymo metodus?
- A. Bumelis: naudojant CRISPR-Cas9 ir kitas genų redagavimo technologijas galime kur kas tiksliau ir efektyviau “taisyti” genus. „Bio City” genų terapijos centre šiuo metu pagrindinis dėmesys bus skiriamas genų terapijoje naudojamų vakcinų komponentų ir virusinių vektorių gamybai. Ateityje atidarysime biotechnologijų inovacijų centrą, kur planuojame vykdyti mokslinius tyrimus. Taikysime genų redagavimo metodus (CRISPR-Cas9) kuriant naujus vaistus ir gydymo metodus.
Ar klinikinėje praktikoje jau yra naudojami efektyvūs ir saugūs genų terapijos preparatai/vaistai ir gydymo metodai? Teko skaityti, kad vieno pirmųjų tokių prepratų prieš melanomą kūrėjas J. Allisonas pelnė Nobelio premiją.
- A. Bumelis: Taip, šiuo metu yra kelios dešimtys patvirtintų genų terapijos preparatų, naudojamų klinikinėje praktikoje. Dar šimtams terapijų atliekami klinikiniai tyrimai. Pavyzdžiui, hemofilijos gydymui sukurta terapija, naudojant adeno asocijuotus virusinius vektorius, pernešančius IX faktoriaus geną į kepenų ląsteles. Jos dėka daugumos pacientų organizmuose pradedami gaminti baltymai, atsakingi už kraujo krešėjimą ir taip sumažėja kraujavimo atvejų. Kitas pavyzdys – Parkinsono ligos gydymas, kai retrovirusiniais vektoriais įvedami genai, leidžiantys ląstelėms gaminti dopaminą. Tai pagerina pacientų judesių kontrolę. Dar vienas pavyzdys yra „Zolgensma“ – genų terapijos preparatas, skirtas spinalinei raumenų atrofijai gydyti. Tai vienas brangiausių vaistų pasaulyje, kainuojantis apie 2,1 mln. JAV dol. Tai pirmasis FDA (JAV vaistų kontrolės agentūros) patvirtintas vaistas.
Ar imunoterapija, taikoma vėžio gydymui, irgi yra genų terapijos rūšis? Ar kursite preparatus imunoterapijai?
- A. Bumelis: Taip, imunoterapija, tokia kaip CAR-T terapija, klasifikuojama kaip genų ir ląstelių terapija. CAR-T terapija apima paciento imuninės sistemos T ląstelių genetinį modifikavimą, siekiant jas “apginkluoti” prieš vėžines ląsteles. Iš pradžių paimamas paciento kraujas, iš jo išskiriamos imuninės T ląsteles, kurios genetiškai modifikuojamos, įterpiant CAR – chimerinio antigeno receptorių koduojantį geną. Šios modifikuotos ląstelės suleidžiamos atgal į pacientą. Jos atpažįsta ir ima naikinti vėžines ląsteles. „BIO CITY“ genų terapijos centre planuojame gaminti virusinius vektorius, kurie yra svarbi CAR-T terapijos dalis.
Su kokiomis pagrindinėmis problemomis susiduria genų terapijos metodų kūrėjai?
- A. Bumelis: Genų terapijos metodų kūrėjai susiduria su keliais esminiais iššūkiais. Kaip saugiai ir efektyviai nugabenti terapinius genus į tikslines ląsteles? Kaip sumažinti šalutinį poveikį, toksines reakcijas, imuninės sistemos atsaką ir genomo mutacijų riziką? Metodai labai perspektyvūs, tačiau būtina užtikrinti, kad jie būtų kuo saugesni, efektyvesni ir etiški.
Kada ir kokių pirmųjų produktų ar rezultatų tikėtina sulaukti iš „Bio City”?
- A. Bumelis: Projektas šiuo metu aktyviai vystomas. Pradėjome derybas su klientais bei naujais partneriais, kurie norėtų gaminti genų terapijos produktus Lietuvoje. Pirmuosius produktus planuojame vystyti dabar, o gamyba prasidės kitų metų pradžioje.
Ką reikia studijuoti, kokių reikia kompetencijų, norint dirbti šioje perspektyvioje srityje?
- A. Bumelis: Gyvybės mokslų srityje yra įvairių krypčių, kurias galima rinktis norint dirbti šioje srityje. Norint įgyti stiprų mokslinį pagrindą, mokykloje verta rinktis biologiją, chemiją, fiziką ir matematiką. Universitete galima pasirinkti specializuotas programas, pavyzdžiui, molekulinę biologiją, genetiką, mikrobiologiją, biochemiją, kurios padės tapti tikrais ekspertais ir prisidėti prie žmonijos pažangos.
Kalbant apie genų terapijos metodo ateitį, teko girdėti apie genetinių „superdidvyrių” paieška. Tai žmonės, kurie turi ypatingas mutacijas, apsaugančias juos nuo sunkių ligų. Manoma, kad tokias mutacijas būtų galima įvesti jau embrione, užuot redagavus „sugedusį” geną? Ar tai fantastika, ar turi realų pagrindą?
- A. Bumelis: Šių mutacijų įvedimas į embrionus šiandien atrodo kaip mokslinė fantastika, tačiau mokslinių tyrimų pažanga liudija, kad tai gali tapti tikrove. Tokie genetiniai pokyčiai padėtų išvengti sunkių paveldimų ligų ir atverti naujas galimybes medicinai. Manau, kad tai įmanoma, nors kyla daug etinių klausimų. Genetinių „superdidvyrių“ paieška – jaudinanti sritis, tačiau norint tokias mutacijas įvesti į embrionus, būtina užtikrinti tinkamą reguliavimą, kad šių metodų taikymas būtų saugus. Reguliaciniai mechanizmai yra ypač svarbūs, bet jų įgyvendinimas gali užtrukti.
Dėkoju jums už pokalbį.
BIO CITY – didžiausias Europos biotechnologijų miestas. Tokio masto infrastruktūra bus pirmoji Baltijos šalyse. Pirmojo komplekso – genų terapijos centro statybos jau baigiamos. Mokslo festivalio “Erdvėlaivis Žemė” metu rugsėjo 13 d. 10 val. aplankysite „Northway Biotech” laboratorijas, kuriose susipažinsite su biotechnologinėmis naujovėmis ir BIO CITY projektu, išgirsite apie genų terapijos perspektyvas ir metodus (Mokslininkų g. 4. Vilnius). Būtina išankstinė registracija www.mokslofestivalis.eu.
Komentarai