Geenitekniikka voi pysäyttää diabeteksen ja syövän kaltaiset sairaudet

Diabeteksen ja syövän kaltaiset vakavat sairaudet koskettavat miljoonia ihmisiä, mutta lääkärit kehittävät niihin nyt lääkkeitä, jotka muuttavat elimistön vaurioita aiheuttavia geenejä. Kokeilut viittaavat siihen, että potilaat voidaan parantaa yhdellä injektiolla.

Vuonna 2021 Leicesteristä, Yhdistyneestä kuningaskunnasta kotoisin oleva 13-vuotias Alyssa sairastui erityisen pahanlaatuiseen verisyöpään, akuuttiin lymfaattiseen leukemiaan. Lääkärit kokeilivat kaikkia mahdollisia hoitomuotoja, kuten kemoterapiaa ja luuydinsiirtoa. Joka kerta tauti kuitenkin palasi uudella voimalla.
Mutta kun kaikki toivo tytön pelastamiseksi näytti jo menetetyltä, hänelle tarjoutui yhtäkkiä uskomaton tilaisuus.

University College London, GOSH-sairaalan tutkijat ovat kehittäneet uuden geenimuokkaukseen perustuvan hoidon, mutta sitä ei ole koskaan aiemmin testattu ihmisillä.
 Alyssa tarttui tilaisuuteen, ja toukokuussa 2022 hänelle ja viidelle muulle sairaalle lapselle tehtiin hoito.
Vain neljä viikkoa myöhemmin kaikki syövän jäljet olivat hävinneet, ja tänään Alyssa on kotiutunut sairaalasta.

Alyssan tarina on esimerkki siitä, miten geenimuokkaus voi tehokkaasti estää ihmisiä sairastumasta eri sairauksiin, ja se mullistaa hoitoja kaikkialla maailmassa.

Lääkärit muokkasivat geenejä niin sanotuissa T-soluissa, jotka he sitten ruiskuttivat 13-vuotiaan Alyssan kehoon, jossa solut taistelivat tehokkaasti hänen syöpäänsä vastaan.
parantumattomien sairauksien hoidossa.

Geenimuokkauksella voidaan poistaa sairauden perimmäinen geneettinen syy eikä vain hoitaa oireita.
pian lääkärit ovat kehittäneet tekniikan niin tarkaksi ja tehokkaaksi, että yksi injektio voi muuttaa ihmisten elämän täysin.
Geenimuokkaus yleistyy
11 vuotta sitten yhdysvaltalaiset, ruotsalaiset ja liettualaiset tutkijat kertoivat CRISPR-tekniikan (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) kehittämisestä.

CRISPR-tekniikassa on mahdollista leikata elävistä soluista hyvin tarkka ja ennalta määrätty osa DNA-juostetta, minkä vuoksi menetelmää on kutsuttu "geenisaksiksi".
Kun solu sen jälkeen korjaa vaurion ja syntyy usein pieniä virheitä, joita tutkijat voivat hyödyntää.

Virhe voi esimerkiksi aiheuttaa sen, että geenin epäsuotuisa mutaatio palautuu alkuperäiseen geenisekvenssiin tai että sairautta aiheuttava geeni poistetaan kokonaan käytöstä.

Kun geenisakset ovat tehneet työnsä, muutokset kirjoitetaan DNA:han, ja solu ohjelmoidaan uudelleen loppuelämäkseen.

Geeniterapia voi lievittää kroonista kipua
Yksi tapa käyttää geenisaksia on ottaa soluja potilaasta tai terveestä luovuttajasta, käsitellä niitä CRISPR-tekniikalla laboratoriossa ja siirtää ne takaisin potilaaseen.

Esimerkiksi syöpää vastaan taistelevia T-soluja voidaan poistaa, ja lääkärit voivat CRISPR:n avulla tehdä soluista tehokkaampia ja ruiskuttaa ne takaisin elimistöön.

Näin 13-vuotias Alyssa parani leukemiasta.

Parhaillaan kehitetään ja testataan 100 uutta CRISPR-hoitoa.

Lääkärit ovat kuitenkin vasta alussa. CRISPR on valmis tekemään harppauksen kokeellisesta teknologiasta laajasti hyväksytyksi hoitomenetelmäksi.

Tämä johtuu pääasiassa yhdestä asiasta: Geenisakset korvataan pian kynällä.

Kehittynyt geenitekniikka
Viime vuonna ensimmäiselle potilaalle tehtiin CRISPR-hoito tyypin 1 diabetekseen.

Sairaudessa haima ei pysty tuottamaan insuliinia, elintärkeää hormonia, ja potilaiden on käytettävä loppuelämänsä ajan lääkkeitä verensokerin säätelyyn.

Mutta jos kaikki menee odotetusti, CRISPR-hoito pystyy käynnistämään uudelleen diabeetikkojen oman insuliinintuotannon, jolloin heidän ei enää koskaan tarvitse huolehtia verensokeristaan.

Diabeteksen hoito on vain yksi esimerkki monista uusista CRISPR-hoidoista, jotka on räätälöity kroonisiin sairauksiin. Maailmanlaajuisesti kehitetään ja testataan parhaillaan yli 100 CRISPR-hoitoa.
Geenimanipulaatio tarjoaa paranemista kolmella uudella tavalla
CRISPR-geenitekniikalla voidaan poistaa sairauksia aiheuttavia geenejä. Sillä voidaan hoitaa muun muassa sydänongelmia, syöpää ja maksasairauksia.

1. IMMUUNIJÄRJESTELMÄ saa PAREMMAN SUOJAN SYÖPÄÄ VASTAAN.

CRISPR voi vahvistaa niin sanottuja T-soluja syövän torjunnassa. Lääkärit voivat esimerkiksi poistaa geenejä, jotka tekevät T-soluista alttiita syöpäsoluille, tai geenejä, jotka saavat T-solut hyökkäämään potilaan terveen kehon kimppuun.

2. INJEKTIO AUTTAA SYDÄNPYSÄHDYKSESSÄ

Sydänpysähdyksen jälkeen CaMKII-niminen proteiini heikentää ja hajottaa sydämen toimintaa, mutta hiirillä tehdyt kokeet ovat osoittaneet, että yksi CRISPR-injektio voi tyrmätä proteiinin, mikä auttaa potilasta toipumaan paremmin.

3. VAARALLINEN PROTEIINI POISTETAAN

TTR-geenin ansiosta ATTR-tautia sairastavien potilaiden maksa voi tuottaa proteiinia, joka aiheuttaa sydänvaurioita. Mutta yksi CRISPR-injektio voi tyrmätä TTR-geenin toiminnan ja estää proteiinin muodostumisen jatkumisen.

CRISPR on kehittynyt luomisensa jälkeen niin paljon, että alan tutkijat kutsuvat joitakin uusia hoitomuotoja "CRISPR 2.0:ksi".

Lempinimi tulee CRISPR:n uudesta muunnelmasta, jota kutsutaan emäksen muokkaamiseksi. Sen avulla lääkärit voivat muuttaa tietyn geneettisen kirjaimen geenisekvenssissä ilman, että DNA-juostetta tarvitsee leikata kuten aiemmin.
Tästä syystä jotkut tutkijat kutsuvat emäsmuokkausta myös geenikynäksi geenisaksien sijaan.

Perusmuokkauksessa lopputulos on ennustettavampi ja ennakoimattomia sivuvaikutuksia, kuten immuunireaktioita CRISPR-injektion sisältämille aineille tai kromosomivaurioita, on vähemmän kuin leikkausmenetelmässä. Tämän seurauksena lääketeollisuus on valmis investoimaan enemmän rahaa emäsmuokkaushoitojen kehittämiseen.

Merkkipaalu: CRISPR-geenisakset hoitavat maksasairautta suoraan potilaassa

Lupaava esimerkki emäsmuokkauksesta on VERVE-101-lääke, jonka tarkoituksena on alentaa kolesterolia potilailla, joilla on kroonisesti korkea veren kolesterolipitoisuus.

Alustavat kokeet viittaavat siihen, että lääkkeen yksittäinen injektio aiheuttaa kolesterolitasojen jyrkän laskun. Tutkijat ruiskuttivat CRISPR-lääkettä apinoihin, siirsivät sen sitten niiden maksaan ja "poistivat" geenin, joka auttaa nostamaan veren kolesterolitasoa. Lääke alensi apinoiden veren kolesterolitasoja 69 prosenttia.

Yksi injektio alentaa kolesterolitasoa pysyvästi
Ihmiset, joiden veressä on liikaa kolesterolia, käyttävät päivittäin lääkkeitä pitääkseen kolesterolitasonsa alhaalla. Uusi lääke nimeltä VERVE-101 alentaa sitä avaamalla kanavia, jotka voivat poistaa kolesterolia verestä.

1. RIKKINÄISET TIEHYET NOSTAVAT KOLESTEROLIPITOISUUTTA.

Kehon solut voivat ottaa kolesterolia (keltaista) verestä eräänlaisen tiehyen kautta ja siten alentaa kolesterolitasoa. PCSK9-proteiini (vihreä) tukkii tiehyet ja estää kolesterolin poistumisen verestä.

2. GEENIKYNÄ ESTÄÄ PROTEIININ

VERVE-101 ruiskutetaan verenkiertoon ja se kohdistuu geeniin, joka saa maksan tuottamaan PCSK9:ää. Jopa 70 prosentissa maksasoluista lääke muuttaa geenin DNA-juosteessa yhden kirjaimen, mikä vähentää maksan PCSK9-tuotantoa.

3. KOLESTEROLIPITOISUUS LASKEE KOLMANNEKSEEN.

Yhden injektion jälkeen kolesterolitiehyet avautuvat ja voivat jälleen poistaa kolesterolia verestä. VERVE-101:llä tehdyissä tutkimuksissa kolesterolipitoisuudet laskivat kolmannekseen ja pysyivät tällä alhaisella tasolla vähintään puolitoista vuotta.

Monet muut geenikynään perustuvat hoidot odottavat potilaiden auttamista. Kokeita tehdään parhaillaan, ja viranomaiset saattavat pian hyväksyä uusia lääkkeitä.

On todennäköistä, että ensimmäiset hyväksytyt CRISPR-lääkkeet tulevat markkinoille jo muutaman vuoden kuluttua, ja hoitojen tulva seuraa.

Viiden tai kymmenen vuoden kuluttua Alysan kaltaiset tarinat eivät ole enää sensaatiomaisia, vaan arkipäivää. Diabetespotilaiden ei enää tarvitse ottaa insuliinia useita kertoja päivässä, eikä syöpäpotilaiden tarvitse huolehtia taudin leviämisestä.
Kiitos kynän, joka muuttaa geenin yhden kirjaimen.

Lähde: Illustrated Science/Gorm Palmgren