Gensaks klipper dna over

Virstanpylväs: Geenisakset hävittävät maksasairauden suoraan perimästä

Mullistava perimänmuokkaustyökalu CRISPR on pystynyt siihen, mitä pidettiin vielä vähän aikaa sitten mahdottomana: parantamaan maksasairauden kajoamalla potilaan dna:han. Tämä avaa uusia näköaloja myös syövän ja immuunikadon hoitoon pistoksella.

Mullistava perimänmuokkaustyökalu CRISPR on pystynyt siihen, mitä pidettiin vielä vähän aikaa sitten mahdottomana: parantamaan maksasairauden kajoamalla potilaan dna:han. Tämä avaa uusia näköaloja myös syövän ja immuunikadon hoitoon pistoksella.

Shutterstock

Perimänmuokkausväline CRISPR on sivuuttanut tärkeän merkkipaalun, kun sillä on hoidettu pysyvää perinnöllistä sairautta ja mahdollisesti myös parannettu se.

Intellia Therapeutics -biotekniikkayrityksen tutkijat ovat julkaisseet hiljattain tutkimuksen, jossa sovellettiin ilmeisesti ensimmäisen kerran menestyksekkäästi CRISPR-menetelmää verisuoniston kautta.

CRISPR on mikroskooppinen työkalu, joka koostuu saksista, oppaasta ja mallista. Yhdessä osat voivat korjata geenejä, jotka aiheuttavat terveysongelmia.

Rna leder gensax till dna.
© Claus Lunau/Lotte Fredslund

Rna ohjaa sakset oikeaan kohtaan

CRISPR-Cas9 (sininen) mahdollistaa kajoamisen tarkasti määräkohtaan dna:ssa. Ohjaus perustuu dna:ta muistuttavaan erikoisvalmisteiseen rna:han, joka vastaa muokattavaa dna-jaksoa.

Enzymsaks klipper dna-streng over
© Claus Lunau/Lotte Fredslund

Entsyymisakset katkaisevat dna-juosteen

Entsyymi Cas9 (keltainen) toimii saksina, jotka katkaisevat dna:n. Kun rna on ohjannut sakset määräkohtaan dna:ssa, entsyymi leikkaa juosteen poikki siitä, mihin halutaan tehdä perintöaineksen muutos.

Skabelon leverer ny kode.
© Claus Lunau/Lotte Fredslund

Malli sisältää uuden informaation

Solu alkaa korjata vauriota vaihtamalla leikkauskohdan dna:ta. Kun halutaan, että uusi dna sisältää tiettyjä ominaisuuksia, CRISPR:llä voidaan lisätä malli, joka muistuttaa vaihtuvaa dna:ta. Solu käyttää automaattisesti mallia täydentäessään dna:ta uudella informaatiolla.

Siten on raotettu ovea tulevaisuuteen, jossa sellaiset sairaudet kuin syöpä, immuunikato ja kystinen fibroosi ovat parannettavissa yhdellä pistoksella.

Geenisakset poistavat epämuodostuneet proteiinit

Ruiskeena verisuoneen annettava hoito on tarkoitettu potilaille, jotka sairastavat harvinaista transtyretiini- eli ATTR-sydänamyloidoosia.

Sairaus johtuu perimään syntyneestä geenimuutoksesta, jonka takia transtyretiini-proteiini poimuttuu väärin. Normaalisti transtyretiini kuljettaa aineenvaihduntahormoneja ja A-vitamiinia veressä, mutta epämuodostunutta proteiinia alkaa kertyä hermoihin. Siitä voi seurata sydänoireita, tunnottomuutta ja lopulta sydämen vajaatoiminta.

ATTR-sydänamyloidoosia voidaan hoitaa patisiraanilla.

Intellia Therapeuticsin tutkijat antoivat kuudelle potilaalle CRISPR-menetelmää soveltavaa NTLA-2001-nimistä lääkettä suonensisäisesti. Itse geenisakset perustuvat lähetti-rna:han, joka on pakattu rasvapalloon – samalla tavalla kuin uusissa koronarokotteissa.

NTLA-2001 sisältää kaksi eri rna-jaksoa:

  • Opas-rna paikantaa kohdegeenin ihmisen dna:sta ja sitoutuu siihen.
  • Lähetti-rna ohjaa koodillaan dna:n katkaisevan entsyymin muodostumista.

Hoidon jälkeen dna korjautuu, mutta katkaistu geeni ei toimi enää entiseen tapaan.

Ongelmallista CRISPR:n soveltamisessa on ollut geenisaksien vieminen oikeaan kohtaan kehossa ja edelleen ohjaaminen tarkasti siihen perimän osaan, jota halutaan muuttaa. NTLA-2001 ratkaisee ongelman toimimalla maksassa, johon vieraat aineet elimistössä luonnollisestikin joutuvat.

CRISPR parantaa maksasairauden
© Intellia Therapeutics, Inc.

1. Perimän lääke on kaksiosainen

NTLA-2001 (ympyrä) koostuu kahdesta osasta. Rna-jaksosta, joka etsii määrägeenin ja sitoutuu siihen (ylempänä), ja geenisaksista, jotka katkaisevat entsymaattisesti dna:n (alempana).

CRISPR parantaa maksasairauden
© Intellia Therapeutics, Inc.

2. Maksa vastaanottaa lääkkeen

NTLA-2001 tiputetaan verenkiertoon, jotta se kulkeutuu maksaan. Maksa kerää vieraita aineita kehosta, joten NTLA-2001 päätyy sinne omia aikojaan.

CRISPR behandler leversygdom
© Intellia Therapeutics, Inc.

3. Sakset napsaisevat ongelmakohdan poikki

Maksassa NTLA-2001:n rna-jakso liittyy solujen perintöaineksessa kohdegeeniin ja geenisakset katkaisevat dna:n tarkasti siitä kohdasta, joka aiheuttaa terveysongelman. Kun sakset valmistaa lähetti-rna, ne toimivat varmemmin kuin siinä tapauksessa, että ne perustuvat esimerkiksi virukseen.

CRISPR:n seuraava käyttökohde on luuydin

CRISPR:llä on aiemmin hoidettu muun muassa silmäsairautta silmätippojen avulla ja anemiaa käsittelemällä soluja kehon ulkopuolella. Uusi tutkimus on kuitenkin ensimmäinen kerta, kun menetelmää sovelletaan suoraan ihmiskehossa.

Kokeellisesta hoidosta on vielä pitkä matka hyväksytyksi parannuskeinoksi. Tähänastisia tuloksia pidetään kuitenkin lupaavina.

Suuremman annoksen saaneilla kolmella koehenkilöllä transtyretiinin pitoisuus veressä pieneni 87 prosenttia. Nykyisellä hoitomenetelmällä ei päästä samaan.

Sen lisäksi hoito ei vaadi muuta kuin ruiskeen – ja virheellinen geeni ilmeisesti eliminoituu. Tiettävästi potilaat ovat olleet terveitä vielä kuukauden kuluttua pistoksesta, ja tavoitteena onkin pysyvästi parantava hoito.

Tutkimus tähtää CRISPR-menetelmän soveltamiseen luuytimessä. Jos siinä onnistutaan, näköpiirissä on uusi tapa hoitaa anemiaa ja sydän- ja verisuonitauteja.