Pasak dr. G. Gasiūno, viskas prasidėjo nuo žmogaus genomo sekos nustatymo. Tyrimus atliekantys mokslininkai išsiaiškino, kuris genas atsakingas už tam tikras žmogaus savybes, taip pat vienas ar kitas ligas. „Pirmasis genomo sekos nustatymo procesas buvo labai ilgas ir brangus, jis prasidėjo 1990 m. ir baigėsi 2003-iaisiais, kainavo milijardus dolerių. Šiuo metu technologijos gerokai atpigusios – vieno žmogaus genomo sekos nustatymas gali kainuoti nuo 500 iki 1000 dolerių. Dabar jau galima ištirti kiekvieno žmogaus genomą ar jo dalį bei suprasti genetinių ligų priežastis“, – teigia pašnekovas.
Mokslininkai nustatė, kad dalies ligų priežastys labai aiškios – jas sukelia viena mutacija. „Žmogaus genomą sudaro apie 3,3 mlrd. nukleotidų. Ligą lemia vienas vienintelis pasikeitimas netinkamoje vietoje. Pavyzdžiui, pjautuvinę anemiją sukelia vieno nukleotido pasikeitimas, dėl kurio kraujo kūneliai tampa pjautuvo formos, jie užkemša kraujagysles, sutrinka normali kraujotaka, žmogus kenčia didelius skausmus. Nors ligos priežastis jau žinoma, iki šiol buvo galima tik palengvinti jos sukeliamus simptomus“, – pabrėžia dr. G. Gasiūnas.
Pasak pašnekovo, genetikos mokslas svarbus ir kitais aspektais. Jei tėvai iš anksto sužino, kokias genetines ligas gali perduoti vaikams, įmanoma sumažinti riziką susilaukti sergančio vaiko. JAV ir kitose šalyse atliekant dirbtinį apvaisinimą galima nustatyti, ar ligą lemiantis genas bus perduotas embrionui dar prieš implantaciją. Ankstyvosiose embriono vystymosi stadijose, jam nepakenkus, galima paimti ląstelę ir nustatyti, kokie geno variantai paveldėti. Taip padedama susilaukti sveikų vaikų net tada, kai ligos paveldėjimo rizika didelė.
Teoriškai jau esama techninių galimybių, leidžiančių ištaisyti mutaciją, kol žmogaus vystymasis yra embriono stadijos. „Be abejo, panašios manipuliacijos kelia daug etinių klausimų – ar turime teisę tai daryti, ar neprasidės tokios manipuliacijos prevencijos tikslais, ar nesugalvos tėvai tobulinti būsimų vaikų, kad jie gimtų, tarkim, mėlynakiai arba labai protingi. Grėsmių yra, bet jų yra ir kitais atvejais. Štai atomas gali ne tik tarnauti žmogui, bet ir tapti baisiausiu naikinančiu ginklu“, – teigia dr. G. Gasiūnas.
Genų terapija – ne visiems
Išmokę perskaityti žmogaus genomą, mokslininkai sukūrė genų redagavimo technologijas. Tai – genų terapija, Cas9 molekulinės DNR žirklės ir kiti panašūs metodai.
Genų terapija pasaulyje pradėta taikyti prieš porą dešimtmečių. Mokslininko teigimu, jos esmė – pakeisti pažeistą geną įterpus naują, sveiką jo kopiją: „Genai įterpiami panaudojus virusinius vektorius. Kaip žinoma, virusai prisitaikę patekti į žmogaus ląsteles, mokslininkai šia jų savybe pasinaudojo. Į viruso apvalkalėlį įdedama sveiko geno seka, kuri yra „įstatoma“ į paciento genomą. Jau sukurtas ne vienas vaistas, padedantis įterpti papildomą geno kopiją. Šioje srityje pirmauja farmacijos kompanija „Novartis“.“
Pasak G. Gasiūno, šiuo metu jau registruota keletas tokių vaistų. Vienas jų skirtas kūdikių nugaros raumenų atrofijai gydyti. Jei ši terapija pradedama taikyti per pirmuosius dvejus vaiko gyvenimo metus, ligos progresavimą galima pristabdyti. „Novartis“, bendradarbiaudama su „Spark Therapeutics“, sukūrė terapiją kai kurioms aklumo formoms gydyti. „Luxturna“ vienkartinė terapija padeda pacientams, kurių regėjimas sutrikęs dėl RPE65 geno mutacijos. Sparčiai vyksta tyrimai, susiję su kitų aklumo ar labai silpno regėjimo būklių gydymu. Akis – lokalizuotas organas: jei kas nors į ją sušvirkščiama, nepatenka į kitas organizmo dalis. Tokiu būdu nesudėtinga pagerinti gydomo žmogaus būklę, nes blogiau jau nelabai ką įmanoma padaryti. Ištaisius genus, galima tikėtis sustabdyti ligos progresavimą“, – pabrėžia pašnekovas.
0,6 proc.
1,7 proc.
2,1 proc.
Taip pat kuriamos terapijos tokios degeneracinėms ligoms kaip Diušeno raumenų distrofija, Hantingtono liga, nemenkų rezultatų pasiekta gydant tokias kraujo ligas kaip leukemija, hemofilija ir pan. Gydant kraujo ligas, imamos kamieninės ląstelės, jos modifikuojamos ir suleidžiamos atgal pacientui.
Yra vilčių, kad kamieninės ląstelės gali padėti ir gydant kitas sunkias ligas. Iš jų gali būti sukuriami skirtingi žmogaus organizmo audiniai. Šios ląstelės labai greitai dauginasi, virsta reikalingo audinio ląstelėmis.
„Didžiausia problema ta, kad genų terapija kol kas labai brangi. Pavyzdžiui, kūdikių nugaros raumenų atrofijos atveju ji kainuoja 2,1 mln. dolerių. Be abejo, pradėti vartoti plačiau vaistai turėtų pigti. Kad būtų įmanoma sukurti genų terapiją, labai svarbu, kad embriono vystymasis nebūtų sutrikęs ir jis nebūtų pažeistas dar vystymosi stadijoje. Tokiu atveju laiko atsukti atgal neįmanoma“, – teigia dr. G. Gasiūnas.
Pasak jo, kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, Diušeno raumenų distrofijos, užtenka „pataisyti“ 4 proc. raumenų ląstelių, ir ligos simptomai gerokai sumažėja. Vis dėlto genų terapija veiksminga gydant monogenines genetines ligas, kurių mechanizmas yra suprantamas, kai mutacija yra viename gene. Dažnai genetinę ligą lemia daugelis susijusių genų.
Atrandamos vis naujos technologijos
Dar viena genų terapijos sritis, kuri dabar labai aktyviai plėtojama, yra ląstelių terapijos, kai gydymui panaudojamos genų redagavimu modifikuotos ląstelės. Ši metodika gali tapti proveržiu gydant vėžį. Modifikuotos imuninės T-ląstelės padauginamos įterpus tam tikro receptoriaus geną, „išmokomos“ pažinti ląsteles ir sušvirkščiamos ligoniui. Tokios modifikuotos ląstelės, vadinamos CAR-T, suranda vėžines ląsteles ir jas sunaikina.
Šiuo metu mokslininkai bando sukurti universalias ląsteles, kurios tiktų ne vienam, bet daugeliui pacientų gydyti. Kol kas ši metodika geriausiai veikia sergančiuosius kraujo vėžiu. „Taip pat pradedami tyrimai su autoimuninėmis ligomis, pavyzdžiui, diabetu. Ląstelės modifikuojamos taip, kad imuninė sistema jų neatpažintų. Kaip žinia, ji atpažįsta paviršinius darinius, juos pašalinus galima tikėtis, kad autoimuninė sistema sveikųjų tam tikro organo ląstelių nebenaikins“, – sako dr. G. Gasiūnas.
Norint „ištaisyti“ geną labai svarbu tikslumas, kad taisymo įrankis patektų į reikiamas ląsteles. Ląstelėje yra 3 mlrd. DNR, sunku kontroliuoti, kad modifikuotas genas patektų į mutavusias ląsteles. Tikslesnį nei genų terapija būdą atrado Lietuvos biochemikai, vadovaujami profesoriaus Virginijaus Šikšnio, tarp jų – ir dr. G. Gasiūnas.
„Kai pavyko išgryninti Cas9 baltymą, pastebėjome, kad jis veikia kaip programuojamos molekulinės DNR žirklės, kurias galima nukreipti tiksliai ten, kur reikia iškirpti pažeistą geną ir taip gydyti genetines ligas. Mutacijos vieta iškerpama, o ląstelė „priverčiama“ genetinę deformaciją ar ydą ištaisyti. Jei žmogaus genomo seką įsivaizduotume tarsi knygą, tai būtų vieno neteisingo žodžio pataisymas joje“, – aiškina mokslininkas.
Pasak jo, naudojant molekulines žirkles, mutacija ištaisoma būtent ten, kur reikia, Cas9 žirklės itin tikslios – atsiranda galimybė pakeisti net ir vieną raidę žodyje. Šiuo metu vyksta molekuliniai tyrimai, šią terapiją bandoma taikyti praktikoje.
Į klausimą „kada?“ kol kas sunku atsakyti
Paklaustas, kada sergantieji genetinėmis ligomis gali tikėtis realios pagalbos, pašnekovas nedaugžodžiauja: tai pasakyti kol kas sunku. Ligų, genų mutacijų yra labai įvairių, kiekvienam iš jų reikia ieškoti atskiro sprendimo. Vis dėlto pašnekovas sako nemanąs, kad genų redagavimas – labai tolima ateitis: „Paprastesnių ligų atvejais proveržiui pasiekti gali prireikti penkerių metų, sudėtingesnių – dešimties ar daugiau. Genų redagavimo technologijos kol kas labai brangios, jos nėra tikslios, nors tikslumas nuolat gerėja, mokslininkai šioje srityje dirba labai intensyviai“, – tvirtina dr. G. Gasiūnas.
Pasak jo, bet kokį įsikišimo į žmogaus genomą atvejį reikia vertinti labai atsakingai. Prieš pusantrų metų plačiai nuskambėjo atvejis iš Kinijos, kur mokslininkas prisipažino, kad modifikavo žmogaus embrionus, gimė dvynukės su modifikuotais genais. „Mokslininkas buvo visuomenės pasmerktas, nes pasaulyje atliekami tyrimai dar nėra tokio lygio, kad būtų saugūs žmogui, – teigia mokslininkas. – Dar reikia atlikti labai daug ikiklinikinių, klinikinių tyrimų, tik tada taikyti technologijas realiame gyvenime.“
Dr. G. Gasiūno teigimu, kai kurioms genetinėms ligoms gydyti jau yra vaistų, vykstantys tyrimai parodys, ar jie veikia sėkmingai: „Ką nors prognozuoti šioje srityje labai sunku. Kaip matome iš dabartinės situacijos, mus užklupusios koronaviruso pandemijos, pasaulis gali iš esmės pasikeisti ir per vieną mėnesį. Vis dėlto puiku, kad jau dabar galima atrasti, kas lemia ligas, ir ištaisyti gamtos padarytas klaidas.“
Straipsnio autorė: Lina Jakubauskienė.
