Vědci opravili mutace způsobující cystickou fibrózu v lidských kmenových buňkách. Využili na to novou biotechnologii, která umí měnit, mazat a přesouvat části DNA. V tomto případě nahradili vadný kus DNA zdravým kouskem.
Genetické nůžky opravily buňky s cystickou fibrózou. Zatím jen laboratorně, vědci ale chtějí klinický výzkum
Cystická fibróza je jedním z celosvětově nejrozšířenějších genetických onemocnění, které má pro pacienta velmi závažné důsledky. Způsobuje vytváření hlenu v plicích, krku a střevech, který je tak lepkavý a hustý, že způsobuje ucpávání orgánů.
V současné době stále neexistují jednoduché, levné a spolehlivé metody léčby, odborníci se musí nejčastěji spoléhat na postupy, které tento hlen ředí a zabraňují zánětům. Výzkum proto nabízí novou naději pro ty, kdo chorobou trpí – jde ale zatím o studii, která má k uplatnění v praxi ještě hodně daleko.
Oprava mutací pomocí prime editingu
Vědcům se podařilo opravit mutace, které způsobují cystickou fibrózu, v laboratorním prostředí, v takzvaných lidských střevních organoidech. Jedná se o jakési miniorgány, malé trojrozměrné struktury vytvořené pomocí bioinženýrství, které napodobují funkci střev pacientů s fibrózou. Vědci je vyvinuli už dříve z kmenových buněk pacientů s cystickou fibrózou; byly uložené v biobance v Utrechtu.
- Tato choroba postihuje ve Spojených státech asi 30 tisíc lidí, v Česku se každoročně s touto nemocí narodí jedno dítě z přibližně 2500 až 3000 narozených, což je celkově okolo 40 až 50 dětí za rok v populaci.
- Onemocnění je vrozené, způsobuje ho mutace genu, který produkuje protein CFTR. Typické jsou pro tuto nemoc záněty dýchacího ústrojí způsobené bakteriemi.
- Léčba až doposud neexistovala v jiné formě než v ulevování od nejhorších symptomů – i to ale pomohlo natolik, že se výrazně zvýšil věk dožití s touto nemocí. Zatímco v 80. letech minulého století, když byl objeven gen, většina nemocných s touto chorobou umírala během dospívání, dnes se dožívají věku nad třicet let.
Vědci na ně potom použili techniku, které se odborně říká prime editing, popsali v časopise Life Science Alliance. Jde o obdobu už řadu let dobře známé technologie CRISPR, ale novější a s řadou výhod. Vznikla teprve roku 2019 a čeština pro ni proto ještě nemá vlastní výraz – ale ukazuje se, že je pro úpravy velké části buněk ještě bezpečnější a účinnější, než byl původní CRISPR. V tomto případě dokázali vědci pomocí prime editingu v těchto organoidech nahradit kus zmutované DNA způsobující cystickou fibrózu zdravým kusem DNA.
Výsledek byl podle autorů tak dobrý právě díky novému genetickému nástroji. CRISPR totiž často při opravě jednoho místa DNA poškodil jiné – u prime editingu to nehrozí: dokáže do staré DNA zabudovat nový kus, aniž by bylo způsobeno poškození v jejích jiných částech. „Díky tomu je tato technika velmi slibná pro použití u pacientů,“ uvedl hlavní autor publikace Maarten Geurts.
Co bude dál?
Když teď vědci prokázali, že mutace způsobující fibrózu lze bezpečně opravit, značně to podle autorů studie přiblížilo možnost pokusit se o to i u lidí, tedy při pečlivě monitorovaných klinických studiích.
„Nové varianty CRISPR/Cas9, jako je prime editing, mohou bezpečně opravit mutace, aniž by způsobily poškození v jiných oblastech DNA. To nám snad v budoucnu umožní léčit genetická onemocnění, nebo jim dokonce předcházet,“ řekl Geurts.
Ještě předtím však na vědce čekají některé výzvy – biotechnologii je například ještě třeba upravit pro bezpečné použití u lidí. „Povedl se nám ale rozhodně velký krok k úspěšnému uplatnění prime editingu do reálného nasazení v nemocnicích,“ dodává Geurts.
