1. oldal

Egy kínai kutatócsoport tagjai lehetnek a világon az elsők, akik a CRISPR/Cas9 génszerkesztési eljárással módosított sejteket fecskendeznek be élő emberekbe. Lu Ju, a Szecsuani Egyetem Nyugat-Kínai Kórházának onkológusa és társai már a jövő hónapban megkezdhetik a klinikai teszteket, amelyek során tüdőrákos betegeket kezelnek majd génmódosított sejtekkel. A projektre július 6-án a kórház etikai bizottsága is megadta az engedélyt, így csak idő kérdése, hogy mikor vágnak bele a kutatók a kezelésekbe.

„Rendkívül izgalmas lépés ez” – mondja Carl June, a Pennsylvaniai Egyetem immunterápiás kutatóorvosa. Az elmúlt években több olyan klinikai tesztre is sor került, amelyek során másfajta génszerkesztő eljárásokat alkalmaztak a szakértők, és ezek egyikét June vezette, aki a HIV ellen próbált használható terápiát kidolgozni kollégáival. A szakértő egyúttal tudományos tanácsadóként támogat egy tervezett amerikai klinikai tesztet is, amely szintén a CRISPR/Cas9-cel módosított sejtekkel gyógyítaná a rákot. Ez utóbbi projekt már megkapta a Nemzeti Egészségügyi Intézet (NIH) engedélyét, az emberi tesztek megkezdéséhez azonban még szükség van az Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatal (FDA), valamint egy akadémiai bizottság hozzájárulására is. Az amerikaiak jelenleg úgy látják, hogy az idei év végén vághatnak bele a klinikai kipróbálásba.

Az utóbbi években a laborokban nagyon elterjedt CRISPR/Cas9 génszerkesztési eljárás egy ősi bakteriális védekezési mechanizmuson alapul. A biológusok felfigyeltek rá, hogy bizonyos baktériumok génállományában szokatlan szakaszok, úgynevezett csoportos, szabályosan megszakított rövid palindrom ismétlések (clustered, regularly interspaced short palindromic repeats, röviden CRISPR) sorakoznak, amelyekről rövid RNS-eket szintetizál a sejt. Később az is kiderült, hogy ezen szakaszok vírus DNS-ek jellegzetes részleteivel komplementerek, vagyis a CRISPR-ekben a baktérium az általa már megismert vírusok genommintáit tárolja. Így ha újra megtámadja egyikük a sejtet, az a rövid RNS-sel egy molekuláris ollót, a Cas9 nevű enzimet tud a vírushoz irányítani, amely a kívánt helyen átvágja a DNS-t, megakadályozva a vírus replikációját.

A génmérnökök által használt CRISPR/Cas9-rendszer működése során a kutatók legyártják a lecserélni kívánt génnel vagy annak egy szakaszával komplementer RNS-t, ezt pedig a Cas9 kíséretében bejuttatják a sejtbe. A génszerkesztő komplex egyúttal tartalmazza a gén módosított, javított változatának komplementer verzióját is, így miután az enzim kivágta a hibás részt a DNS-ből, annak javító mechanizmusai az új minta alapján építik újra szakaszt. A módszerrel tehát géneket vagy génszakaszokat lehet eltávolítani a genomból, és ezeket le is lehet cserélni működő vagy másként működő változatokra.

A módszer nagy előnye, hogy rendkívül gyorsan és egyszerűen lehet vele megoldani akár több gén cseréjét is, így az új génterápia olyan kórokra is megoldást jelenthet, amelyeknél több gén egyidejű hibája okozza a problémát. Ilyen többek közt a cukorbetegség, egyes szívproblémák és az autizmus is. Míg korábban három gén elcsendesítése egy egérben éveket vett igénybe, a CRISPR/Cas9-cel ez mindössze három hét alatt és a korábbinál sokkal olcsóbban megoldható.

A másik, ezzel összefüggő előnye a metódusnak, hogy míg a korábbi génterápiákkal csak teljes géneket lehetett hozzáadni a genomhoz, vagyis magukat a géneket nem lehetett szerkeszteni, a CRISPR/Cas9-cel ez is megoldható. A korábbi metódusoknak, amelyek során vírusokkal juttatták be a hibás gének funkcionális változatát a sejtekbe, határt szabott, hogy mekkora géneket lehet így kijavítani, sok gén ugyanis túl nagy ahhoz, hogy beleférjen egy vírusba. Ez a CRISPR/Cas9 esetében nem jelent gondot, hiszen csak a hibák konkrét helyén kell alkalmazni az átírást, így nincs szükség hosszú szakaszok cseréjére.

Sokan megjósolták, hogy az új technológia emberi kipróbálására először olyan keretek közt fog sor kerülni, ahol a génszerkesztés a testen kívül oldható meg, mivel így alaposan ellenőrizhető, hogy később mit ültetnek vissza a szervezetbe. Úgy tűnik, hogy valóban ez lesz a helyzet, hiszen azon kutatások, amelyek a legjobb úton haladnak a klinikai kipróbálás felé, pontosan ilyen módszerrel dolgoznak, legyen szó a HIV, a rák vagy a sarlósejtes vérszegénység kezeléséről.

A kínai kísérletben olyan áttétekkel rendelkező, tüdődaganatos betegek fognak részt venni, akiknél a kemoterápia, a sugárkezelés és más módszerek egyaránt csődöt mondtak. Ahogy Lu mondja, a rákos betegeknél általában nagyon korlátozott a kipróbálható gyógymódok köre, és ha egyik sem működik, nincs mit tenni. Az új technológiával azonban új lehetőségek nyílnak meg, amelyek reményt hozhatnak ezen páciensek számára is.

2. oldal

Lu és társai T sejteket fognak kivonni a betegek véréből, és a CRISPR/Cas9-módszerrel kimetszik azok genomjából a programozott sejthalált szabályozó egyik gént (PDCD1 vagy PD1), amelynek fehérjéje alapesetben megakadályozza, hogy az immunsejtek a szervezet saját sejtjeit támadják meg. A kérdéses protein egy, a sejt felszínén található receptor, amely az immunrendszer Achilles-sarka, ami a rákot illeti. A tumorsejtek ugyanis gyakran termelnek olyan molekulákat, amelyek beleillenek ebbe receptorba, és ezzel gyakorlatilag kikapcsolják a T sejteket.

A receptortól megfosztott, tehát ki nem kapcsolható, génmódosított sejteket a kutatók aztán a laborban szaporítják, majd visszajuttatják a betegekbe. A csapat reményei szerint a limfociták ezt követően megtámadják a tumorsejteket. A tervezett amerikai kísérlet során szintén ugyanezt a gént teszik működésképtelenné, illetve egy második gént is kivágnak, és egy új szakaszt iktatnak be a genomba, mielőtt visszainjektálnák a sejteket a páciens vérébe.

A tavalyi évben az FDA két olyan antitestes terápiát engedélyezett a tüdőrák kezelésére, amelyek szintén a PDCD1 génjét blokkolják. Ezekkel a módszerekkel azonban az a baj, hogy egyénenként nagyon eltérő lehet, hogy az antitestek milyen mértékben végzik el a dolgukat, ahogy az is, hogy valóban beindítják-e az immunválaszt. A gének génmérnöki úton való kiiktatása azonban sokkal biztosabbnak tűnő megoldás, és mivel a sejteket a laborban szaporítják, pontosan tudni lehet, hogy hány módosított genomú limfocita kerül be a vérbe. Ezért reménykednek sokan abban, hogy az új módszer sokkal hatékonyabb lehet, mint az antitestes eljárások.

A CRISPR/Cas9-cel kapcsolatban aggályként merülhet fel, hogy az enzim időnként hajlamos rossz helyen belevágni a genomba, ami súlyos következményekkel járhat. A kínai klinikai tesztek során egy biotechnológiai cég, a Chengdu MedGenCell feladata lesz annak ellenőrzése, hogy a sejtek génállománya valóban úgy változott-e meg, ahogy azt a kutatók akarták. Mivel a kezelés immunsejteket érint, esetleg az is probléma lehet, hogy a módosított T sejtek súlyos autoimmun reakciót indítanak be, amelynek során nemcsak a rákos saját sejteket, de az egészséges szöveteket is megtámadják.

Ennek elkerülésére az egyik megoldás Timothy Chan New York-i kutató szerint az lehet, hogy a szakértők a tumorok környékéről emelik ki az átalakítandó T sejteket, mivel ezek már valamennyire specializálódtak a tumorsejtekre. Ezzel ugyanakkor a kínai szakértők szerint az lehet a probléma, hogy a célba vett tumorok nem könnyen hozzáférhetőek. Lu csoportja számára továbbá megnyugtató volt ezzel kapcsolatban, hogy az FDA által engedélyezett antitestes terápiák esetében sem volt jellemző az autoimmun reakció, így azt remélik, hogy saját módszerüknél sem lesz ez súlyos gond.

A klinikai tesztek első fázisában szokás szerint csak azt ellenőrzik, hogy a kezelés emberi alkalmazása biztonságos-e, illetve azonosítják az elviselhető dózismennyiséget, a potenciális mellékhatásokat, és megfigyelik a beadott anyag eloszlását, kiürülését. Vagyis azt egyelőre nem nagyon fogják nézni, hogy mennyire hatásos a kezelés a tüdőrák ellen. A tesztek során tíz embernek adnak be eltérő mennyiségű módosított T sejtet, a nagy adagot kapók esetében fokozatosan növelve a beadott limfociták mennyiségét. A kutatók persze azért azt is monitorozni fogják, hogy a vérben megjelenő tumormarkerekkel mi történik mindeközben, ennek a fázisnak nem célja a módszer hatásosságának eldöntése.

Az engedélyek megszerzéséhez Lu elmondása szerint nagyjából fél évre volt szükség, amely során a csapat tagjai szoros együttműködésben dolgoztak a kórház belső ellenőrzési bizottságával. Sok munkába került az illetékesek meggyőzése, mondja Lu, ugyanakkor nagyban előrelendítette a fejleményeket, amikor az NIH engedélyt adott a nagyon hasonló jellegű amerikai tesztre.

Kína kapcsán sokan látják út, hogy nagyon gyorsan, sokszor túl gyorsan járnak el az új orvosi technológiák engedélyezése során. Nincs ez másként a CRISPR/Cas9-cel sem, hiszen kínaiak voltak az elsők, akik emberi embriókon alkalmazták a technológiát, és kínai kutatók módosították a módszerrel először majmok génjeit is. Lu ugyanakkor úgy látja, hogy jelen esetben azért sikerült ilyen gyorsan megszerezni az illetékesek beleegyezését, mert csapatának nagy tapasztalata van a rák gyógyítását célzó klinikai tesztekben. „Remélem, hogy mi leszünk az elsők” – mondja Lu. „De ami még fontosabb: remélem, hogy pozitív eredményekkel végződnek a tesztek.”