Úspěšná genová terapie beta‑thalasémie
Mutace postihuje beta-globinový řetězec hemoglobinu a má za následek nedostatečnou produkci erytrocytů a anémii. Mnozí pacienti postižení beta-thalasémií jsou po celý život odkázáni na transfuze. Jedinou možnou léčbou byla zatím transplantace kostní dřeně. Hledání vhodných dárců však bývá obtížné.
Jak v rozhovoru pro časopis Nature řekl člen výzkumného týmu Philippe Leboulch z Harvard Medical School, "před léčbou se musel pacient podrobit transfuzím každý měsíc. Nyní se jeho život normalizoval a muž pracuje jako kuchař."
Úspěch s lentivirovým vektorem
Osmnáctiletý pacient trpěl thalasémií typu betaE/beta0. Při této konstelaci nese jeden gen pro beta-globinový řetězec mutaci, která činí výsledný protein nestabilní. Druhý gen je kvůli mutaci nefunkční. Tento typ beta-thalasémie je rozšířen především v Asii a vyskytuje se také v některých asijských komunitách rozptýlených po celém světě. Na transfuze krve je odkázána asi polovina pacientů s beta-thalasémií typu betaE/beta0.
V roce 2007 odebral tým Mariny Cavazzana-Calvové pacientovi s beta-thalasémií kostní dřeň a z ní izoloval hematopoetické kmenové buňky. Buňky byly kultivovány in vitro společně s lentivirovým vektorem. Ten vytvořili molekulární genetici z viru, z něhož byly odstraněny sekvence významné pro patogenitu. Do genomu viru byl naopak vnesen kompletní lidský beta-globinový gen včetně intronů, promoteru a dalších regulačních sekvencí. Lentivirové vektory jsou v poslední době používány pro potřeby genové terapie stále častěji. Jsou považovány za účinnější a zároveň i bezpečnější než dříve používané vektory konstruované z retrovirů nebo adenovirů.
Pacientovi byly jeho vlastní hematopoetické kmenové buňky zničeny chemoterapií a následně mu byly transfuzí podány hematopoetické kmenové buňky, u nichž byla pomocí lentivirového vektoru v podmínkách in vitro korigována beta-thalasémie.
Po terapii bylo zřejmé, že se transplantované buňky významně podílejí na hematopoezi. Počet normálních erytrocytů postupně stoupal a stejně tak rostly i koncentrace normálního beta-globinového řetězce hemoglobinu. Za rok po léčbě už pacient nepotřeboval krevní transfuze a tento stav zůstal nezměněn i po třech letech. Pacient je jen mírně anemický.
Opatrné reakce expertů
Odborníci přesto v reakcích na tento nesporný úspěch vyjadřují určité znepokojení. Pramení ze skutečnosti, že u pacienta byla ve značném podílu transplantovaných hematopoetických buněk zjištěna silně zvýšená exprese genu HMGA2. Ta bývá běžná u některých typů nádorových buněk. Příčina zvýšené exprese genu HMGA2 je jasná. Lentivirový vektor se zabudovává do genomu buněk náhodně, což může mít za následek různé změny genomu buněk a jeho funkcí. Na jedné straně může dojít k inzerční mutaci, na druhé straně spektra následků genové terapie stojí zvýšená exprese některého genu.
U pacienta léčeného týmem Mariny Cavazzana-Calvové došlo k tomu, že se během kultivace in vitro u malého podílu buněk zabudoval lentivirový vektor tak, že jeho promotorové sekvence ovlivnily funkce genu HMGA2 a zvýšily jeho expresi. Po transplantaci začal podíl klonu těchto buněk v populaci hematopoetických buněk stoupat. Po roce se podíl hematopoetických buněk se zvýšenou expresí HMGA2 ustálil na 50 procent.
Příčina tohoto nárůstu není jasná. Může to být následek skutečnosti, že se celý hematopoetický systém pacienta obnovil z populace čítající jen několik málo buněk. Za fenoménem se však může skrývat i zvýšený potenciál buněk k buněčnému dělení. Podle italského odborníka na genovou terapii Luigi Naldiniho by zřejmě problém nenastal, kdyby se po transplantaci v pacientově organismu uchytila větší populace transplantovaných hematopoetických buněk.
Mezi cirkulujícími buňkami je výskyt buněk se zvýšenou expresí HMGA2 nižší a pohybuje se kolem pěti procent. Má však za následek zvětšení pacientových erytrocytů. Z hlediska pacienta je zvýšený objem erytrocytů možné vnímat pozitivně, protože zajišťuje vyšší množství celkového hemoglobinu v organismu a přispívá k léčebnému efektu celé terapie. Na druhé straně může být zvětšení erytrocytů předzvěstí budoucích patologických změn.
Bude léčbu možné zopakovat?
Podle Michaela Antoniou z King's College London je tento případ úspěšné léčby beta-thalasémie "extrémně šťastnou souhrou náhod" a dosáhnout podobného léčebného efektu nebude u jiných pacientů možné. Léčbu se zřejmě nepodaří zopakovat.
Podle Michaela Antoniou se u pacienta, jehož léčbu popisuje studie v Nature, sešly dvě příznivé okolnosti. Jednou je mutace dovolující expresi určitého množství nestabilního beta-globinového řetězce. Už to zajišťuje pacientovi určitou produkci potřebné bílkoviny.
Druhou šťastnou okolností je náhodné zvýšení produkce bílkoviny HMGA2.
"Nebýt souhry těchto dvou šťastných okolností, byl by pacient zřejmě i nadále odkázán na krevní transfuze," tvrdí Michael Antoniou v rozhovoru pro Nature.
Tyto obavy ale nepotvrdily výsledky ze sledování produkce hemoglobinu po genové terapii. Zvýšení podílu hematopoetických buněk s nadměrnou expresí HMGA2 na 50 % celé populace hematopoetických buněk se nijak neprojevilo na celkovém množství hemoglobinu v cirkulujících erytrocytech.
Koncentrace hemoglobinu byly víceméně stabilní. To nasvědčuje tomu, že značný podíl léčebného efektu připadá na vrub samotného uchycení hematopoetických buněk s nenarušenou kopií genu pro beta-globinový řetězec.
Zdroj: Medical Tribune