ბიოტექნოლოგიურმა კომპანიამ Prime Medicine გენური ინჟინერიის უახლესი, მაღალი სიზუსტის მეთოდი, ე.წ. პრაიმ-რედაქტირება (Prime Editing), პირველად გამოიყენა ადამიანის დნმ-ის უშუალოდ ორგანიზმში (in vivo) შესაცვლელად. მიმდინარე კლინიკური კვლევის ფარგლებში, მკურნალობა ჩაუტარდა პაციენტს, რომელსაც უილსონის დაავადება აღენიშნება. კომპანია კვლევის პირველადი შედეგების გასაჯაროებას მომავალ წელს გეგმავს.
უილსონის დაავადება იშვიათი გენეტიკური პათოლოგიაა, რომელსაც ATP7B გენის მუტაცია იწვევს. ეს გენი პასუხისმგებელია იმ ცილის გამომუშავებაზე, რომელიც ღვიძლიდან ჭარბ სპილენძს გამოდევნის. მკურნალობის გარეშე, ორგანიზმში სპილენძის დაგროვება ღვიძლისა და ნერვული სისტემის მძიმე დაზიანებას, ასევე ნევროლოგიურ დარღვევებს განაპირობებს. მეცნიერებმა პრაიმ-რედაქტირების მეშვეობით ღვიძლის უჯრედების დნმ „გადაწერეს“, რათა დაზიანებული მუტაცია აღმოეფხვრათ.
რატომ გახდა საჭირო Prime Editing-ის გამოყენება?
დღემდე აშშ-ის საკვებისა და მედიკამენტების ადმინისტრაციას (FDA) გენური რედაქტირების მხოლოდ ერთი თერაპია — Casgevy აქვს დამტკიცებული (სისხლის მემკვიდრეობითი დაავადებების სამკურნალოდ). ის ეფუძნება სტანდარტულ CRISPR–Cas9 მეთოდს, რომელიც, როგორც წესი, გენების სრულად გასათიშად გამოიყენება და არა მათი თანმიმდევრობის ხელახლა დასაწერად.
არსებობს კიდევ ერთი მეთოდი — ბაზისური რედაქტირება (Base Editing), რომელსაც დნმ-ის ცალკეული „ასოების“ შეცვლა შეუძლია, თუმცა ის ვერ ასწორებს ATP7B გენის ყველაზე გავრცელებულ მუტაციებს. სწორედ ამიტომ შეირჩა პრაიმ-რედაქტირება — ბევრად უფრო კომპლექსური და მრავალმხრივი სისტემა, რომელსაც დნმ-ის სეგმენტების ჩასმა, ამოჭრა და თავიდან ჩაწერა მაღალი სიზუსტით შეუძლია.
უჯრედების რედაქტირება ორგანიზმში (In Vivo) და მის გარეთ (Ex Vivo)
აქამდე არსებული სტანდარტული მიდგომა (ex vivo) გულისხმობს პაციენტის ორგანიზმიდან უჯრედების აღებას, ლაბორატორიულ პირობებში მათი დნმ-ის რედაქტირებასა და უკან შეყვანას. Prime Medicine-მა მსგავსი მეთოდი უკვე გამოსცადა იშვიათი იმუნური დარღვევის მქონე ორ პაციენტზე, მაგრამ უშუალოდ ორგანიზმში (in vivo) დნმ-ის რედაქტირება ბევრად უფრო სწრაფი და ნაკლებად ხარჯიანი პროცესია. გარდა ამისა, ex vivo თერაპია ხშირად პაციენტისგან მძიმე ქიმიოთერაპიის კურსის გავლას მოითხოვს, რათა არარედაქტირებული უჯრედები განადგურდეს და განახლებულ უჯრედებს გამრავლების საშუალება მიეცეს.
მეორე მხრივ, in vivo მიდგომას საკუთარი გამოწვევები ახლავს:
-
ტრანსპორტირების სირთულე: გენური რედაქტირების კომპონენტები ორგანიზმში მცირე ზომის ცხიმოვანი ნაწილაკებით (COVID-19-ის mRNA ვაქცინების მსგავსად) შეჰყავთ. უისკონსინ-მედისონის უნივერსიტეტის ბიოსამედიცინო ინჟინრის, კრიშანუ საჰას განმარტებით, მთავარი ბარიერი ამ ნაწილაკების ისე დაპროექტებაა, რომ მათ მხოლოდ სამიზნე ორგანომდე მიაღწიონ და სხვა ქსოვილებზე გავლენა არ მოახდინონ.
-
წინასწარი კონტროლის შეუძლებლობა: როდესაც უჯრედები ლაბორატორიაში რედაქტირდება, სპეციალისტებს შეუძლიათ პაციენტის ორგანიზმში დაბრუნებამდე გადაამოწმონ, რამდენად სწორად წარიმართა ცვლილება. უშუალოდ ორგანიზმში მიმდინარე პროცესის დროს კი ასეთი წინასწარი ვერიფიკაცია შეუძლებელია.
ამჟამად კლინიკურ კვლევებში in vivo რედაქტირების სხვა მეთოდებიც იტესტება, მათ შორის მაღალი ქოლესტერინის გამომწვევი გენეტიკური დარღვევისა და ალფა-1 ანტიტრიფსინის დეფიციტის (ფილტვებისა და ღვიძლის დამაზიანებელი პათოლოგია) სამკურნალოდ. ამასთან, მომავალი წლის დასაწყისში FDA-სგან ელიან გადაწყვეტილებას მემკვიდრეობითი ანგიოედემის სამკურნალო in vivo CRISPR–Cas9 თერაპიის დამტკიცების შესახებ.
წყარო: Nature
