Pusztítóvá is válhat a forradalmi rákgyógyászati eljárás

Abstract crayon of DNA | Création abstraite d'un virus | Création abstraite d'ADN 23/05/2018

Akik figyelemmel kísérik a tudományos és egészséggel kapcsolatos híreket, olyan érzésük támad, mintha az orvostudomány forradalom küszöbén állna: korábban végzetesnek tartott betegségek válhatnak gyógyíthatóvá, ami, valljuk be, egy valóságos aranykor ígéretével kecsegtet. A nagy remények zászlóshajóját CRISPR-nek hívják. Ez egy eszköz, amivel a kutatók módosíthatják egy élőlény genetikai állományát, azaz genomját, kiiktatva azokat a géneket, amik az adott kórt okozzák. A módszernek rengeteg előnye, de sajnos egyúttal árnyoldala is van.

Két fontos tanulmány is napvilágot látott júliusban a CRISPR-technikáról. Az egyik a Nature magazinban jelent meg, és arról számolt be, hogy a génszerkesztési eljárás hatékonyabbá és egyúttal olcsóbba tehető egy új módszer segítségével. A másik publikáció szintén a nyár közepén jelent meg, és a rendszer árnyoldalait világította meg, sőt, egyenesen kijelentette, hogy a CRISPR alkalmazása lényegesen több hátránnyal jár, mint előnnyel.

Érdemes tehát tiszta vizet önteni a pohárba az orvosi vívmánnyal kapcsolatban. Tényleg a rákgyógyászat új dimenzióit nyitja meg, vagy csak délibábokat kergetünk?

Baktériumok „fejlesztették” ki, mi csak „elloptuk”

Számos génszerkesztési eljárás született az elmúlt 40 évben, ezek egyike a CRISPR (vagy teljes nevén clustered regularly interspaced short palindromic repeats, azaz halmozottan előforduló, szabályos közökkel elválasztott palindromikus ismétlődések), ami még 2012-ben debütált a tudományos színtéren. A technológia a szakértők szerint korábban sosem látott precizitással teszi lehetővé a genom szerkesztését – vagyis a DNS-szál „kinyitását”, és így a genetikai kódba programozott hiba kijavítását.

A CRISPR/Cas9 rendszer a baktériumok és más mikroorganizmusok „saját fejlesztése”:

rövid, ismétlődő DNS-szakaszok, amik egyfajta immunrendszerként funkcionálnak.

Úgy funkcionál, akár egy molekuláris olló. A CRISPR a hozzá tartozó Cas9 protein támogatásával megkeresi és kivágja a betolakodók (általában vírusok) örökítőanyagát a baktériumsejt genetikai állományából, majd „befoltozza” az így keletkező hézagokat.

Forrás: Science Photo Library/KEITH CHAMBERS/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Keith Chambers/Science Photo Lib

A prokariótáktól ellesett módszer csak mostanság kezd betörni a klinikai alkalmazás világába, 2017-ben néhány páciens bevonásával kezdték el a speciális terápiákat. Ami a humángyógyászatban újdonságnak számít, az állatokkal kapcsolatos kutatási területen már bevett gyakorlat, a CRISPR segítségével több speciális génkészlettel rendelkező laboratóriumi állatot, illetve sejtvonalat sikerült a tudósoknak „teremtenie”. Ezek az eredmények az emberi betegségek tanulmányozásában korszakalkotó lépéseket jelentenek.

Ebből a szempontból tehát a CRISPR bevetése egyértelmű sikernek könyvelhető el.

Olyan szinten kiterjesztette a biomedicinákkal kapcsolatos kutatási területet, amiről korábban álmodni sem mertünk volna

– nyilatkozta a Live Science tudományos portál egyik cikkében Fjodor Urnov, a seattle-i Altius Biomedikai Kutatóintézet igazgatóhelyettese, aki maga is alkalmazza a technikát a humán gének laboratóriumi körülmények között (emberi testen kívül) történő szerkesztése során.

Ráadásul úgy tűnik, az eljárás az elkövetkező években még hatékonyabbá is válhat.

Az előnyök és a hátrányok

Ahhoz, hogy a CRISPR működjön, a rövid szálaknak el kell jutniuk a sejtmaghoz, ahol a DNS rejtőzik. A CRISPR\Cas9 szállításához eddig a kutatók módosított, az emberi szervezetre ártalmatlan vírusokat használtak. A vírusok beszivárognak a sejtbe, és célba juttatják az általuk hordozott „csomagot”. A gond ezzel a metódussal az, hogy ilyenfajta vírusokat nagyobb számban kifejleszteni időigényes feladat, hónapokat, sőt akár éveket is igénybe vehet, ennyit azonban a súlyos betegek értelemszerűen nem várhatnak.

Épp ezért váltott ki a cikk elején említett Nature-tanulmány nagy lelkesedést a kutatókban. Az új módszer alkalmazása során – amelyet szaknyelven elektroporációnak hívnak – vírusok helyett elektromos stimulációval juttatják a genetikai anyagot a sejtmagba.

Az elektroporációs eljárás akár több héttel is le tudja rövidíteni a folyamatot, meggyorsítva ezzel a kutatásokat.

A fentiek alapján mindez túl szép ahhoz, hogy igaz legyen, és sajnos, ahogyan ilyenkor lenni szokott, felmerülnek a kockázatok is. A másik tanulmány – amely a Nature-lapcsaládhoz tartozó Nature Biotechnology folyóiratban jelent meg – arról értekezett, hogy a forradalmi génszerkesztési technológia nem olyan pontos, mint remélték, és a DNS azon részeit is megbolygathatja, amikhez az orvosok eredetileg nem szándékoztak nyúlni.

Egy példával élve, a kiiktatásra ítélt gén mellett olyan gént is kivághat a molekuláris olló, ami a tumorsejtek kialakulásának megakadályozásában egyébként létfontosságú szerepet tölt be (ezek a tumorszupresszor gének).

Mindegy, hogy elektroporációt vagy vírusokat alkalmazunk, szállítómechanizmustól függetlenül ezek a hibák bekövetkezhetnek

– figyelmeztetett a kutatás rangidős szerzője, Michael Kosicki, a brit Wellcome Sanger Intézet munkatársa.

Forrás: Science Photo Library/KTSDESIGN/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Ktsdesign/Science Photo Library

Urnov ugyanakkor több kritikával is illette a hátrányokat taglaló tanulmányt. Szerinte a publikáció szerzői egerek sejtjeivel dolgoztak, és nem a klinikai alkalmazásra fejlesztett CRISPR/Cas9 rendszert használták, így az eredményekből nem lehet messzemenő konklúziókat levonni.

„Mind az USA-ban, mind Európában a klinikai próbák megkezdését szigorú előírások szabályozzák” – figyelmeztetett Urnov.

Egy dolog biztos, két szempontot mindenképpen figyelembe kell venni:

1. biztosítani kell, hogy a genetikai változtatás megfelelő módon történjen, vagyis ne érintsen más régiókat,
2. valamint a kívánt genetikai modifikáció – még ha minden flottul is megy – biztonságos legyen, és a változtatásával vagy eltávolításával ne következzenek be előre nem látható szövődmények.

Amit a rákbetegeknek mindenképpen tudnia kell

A bizonytalanságok ellenére a szakértők szerint a CRISPR-technikának minden esélye megvan arra, hogy forradalmasítsa a rákkezelést, főleg az immunterápiák területén. A rákgyógyászatban használt immunterápia során a kutatók olyan genetikailag módosított immunsejteket (úgynevezett T-sejteket) fejlesztenek ki, amik megtalálják és elpusztítják a daganatsejteket. Az orvosok a világ nagy részén jelenleg a hagyományos immunterápiát és a CRISPR-módszert egyaránt alkalmazzák, hogy minél több ráktípust hatékonyan kezeljenek, habár mindez még nagyon kísérleti fázisban zajlik.

A rákos betegeknek ugyanakkor két dolgot figyelembe kell venniük.

Először is, mivel kísérleti terápiáról beszélünk, a páciensek csak abban az esetben választják, ha a hagyományos kezelések – kemoterápia, sugárterápia, műtét – már csődöt mondtak.

A másik, hogy a CRISPR-technikát alkalmazó kezeléseket csak bizonyos kísérleti kórházakban lehet igénybe venni és a résztvevőket is alaposan szelektálják.

Nincs mit szépíteni a dolgon, ezek emberkísérletek:

az orvosok próbálják kitalálni, melyik terápia működik, ezeket hogyan kell variálni, ehhez pedig elengedhetetlen, hogy a jelentkező páciensek is fel legyenek készítve.

Csak idővel fog kiderülni, valóban orvostudományi forradalom kapujában állunk-e

A legtöbbekben felmerülő fő kérdés az, mennyire is vagyunk közel a rák gyógyításához a CRISPR módszerével. Természetesen ezt egyetlen tudós sem tudja megjósolni. Urnov biztos abban, hogy a technológiával a betegségek széles skáláját gyógyítani lehet majd, függetlenül attól, hogy rákról vagy valamilyen más, genetikai eredetű betegségről beszélhetünk.

Forrás: Science Photo Library/VICTOR HABBICK VISIONS/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Victor Habbick Visions/Science P

Az elektroporációs tanulmány első szerzője, dr. Alexander Marson (San Franciscó-i Kaliforniai Egyetem) hasonló véleményen van, mint Urnov. Kutatócsoportjával jelenleg egy rendkívül ritka autoimmun betegségben szenvedő testvérpárt próbál meggyógyítani. E páciensek T-sejtjeit a laborban már kijavították egy CRISPR-től eltérő, másfajta génmódosítási eljárással, most az a feladat, hogy a jól működő sejteket valahogyan visszajuttassák a beteg gyerekek szervezetébe.

Sok fontos teendő vár még ránk, mivel szükségünk van megfelelő minőségű kijavított sejtekre, ezek biztonságosságát tesztelnünk kell, és még az engedélyeztetési eljáráson is túl kell esni

– magyarázta Marson, aki a San Franciscó-i Parker Institute for Cancer Immunotherapy nevű intézettel karöltve egy új kutatási projektbe kezdett. Most, hogy az elektroporáció révén az immunsejtek CRISPR általi újraprogramozása jelentősen felgyorsulhat, olyan sejtek válhatnak kifejleszthetővé viszonylag rövid idő alatt, amik több ráktípussal szemben is bevethetők lesznek.