Tweetnuť
Kopírovať odkaz
Čítať neskôr
Pre uloženie článku sa prihláste alebo sa ZDARMA registrujte.
Spoločnosť
03. september 2023

Génová terapia

Vedci upravili technológiu z mRNA vakcín tak, aby vedeli opraviť chybné gény

Vedci z Filadelfie prispôsobili lipidové nanočastice tak, aby nimi vedeli meniť genóm v krvných kmeňových bunkách priamo v tele prijímateľa.

Vedci upravili technológiu z mRNA vakcín tak, aby vedeli opraviť chybné gény

Ilustračné foto: Flickr/www.dnalegal.com

Keď sa počas nedávnej pandémie koronavírusu zaviedla do praxe vakcína na báze mRNA, začali sa šíriť najskôr obavy a neskôr už plne rozvinuté konšpirácie o tom, ako RNA vakcína zásadne zmení náš genóm.

Lenže účinne meniť genóm nie je až také jednoduché.

Existuje mnoho genetických, teda vrodených chorôb, pri ktorých presne vieme, ktorý gén či gény sú za ne zodpovedné.

Keby sme teda vedeli zmeniť genóm pacienta tak, aby miesto chorobného génu mal zrazu, minimálne v bunkách kľúčových pre danú chorobu, niektorú zo zdravých verzií génu, vedeli by sme ho natrvalo vyliečiť.

Keby sa teda dal genóm značne meniť jednoducho RNA vakcínou, pacientom s dobre preskúmanými vrodenými ochoreniami by svitla nová nádej. Nie je to však také jednoduché.

Génová terapia začína žať úspechy

Ku genetickým chorobám existujú teoreticky dva prístupy ‒ buď sa môžeme pomocou rôznych liekov pokúšať tlmiť ich prejavy, alebo sa pokúsime zmeniť chybný gén a pacienta raz a navždy vyliečiť. Ten druhý prístup bol donedávna možný len v predstavách vedcov.

Desaťročia výskumu však začínajú prinášať ovocie a v ostatných piatich rokoch bolo schválených niekoľko génových terapií, pričom mnohé ďalšie sú v rôznych fázach schvaľovania.

Ide pritom zatiaľ prakticky výlučne o génovú terapiu krvných buniek, keďže, zjednodušene povedané, je k nim pomerne ľahký prístup. Medzi takéto choroby patria napr. choroby červených krviniek (talasémia) alebo rôzne imunitné ochorenia sprostredkúvané bielymi krvinkami.

Čítajte tiež

Nie je to však medicínsky ľahká procedúra. Najprv sa pacientovi z kostnej drene odoberie vzorka jeho vlastných krvných kmeňových buniek, ktorým sa následne v skúmavke zmení genóm.

Potom je potrebné v pacientovi úplne odstrániť jeho pôvodné krvné kmeňové bunky, čo sa docieli pomocou rádio- alebo chemoterapie.

Až tak mu je možné podať zmenené, geneticky vyliečené kmeňové bunky, ktoré sa natrvalo usadia v jeho kostnej dreni.

Najnovší výskum amerických vedcov, publikovaný minulý mesiac v časopise Science, by mohol celú túto procedúru skrátiť na jeden vpich.

Aby sme však mohli pochopiť ako, musíme si pripomenúť, ako fungujú mRNA vakcíny.

Lipidové nanočastice umožňujú dopraviť náklad do bunky

Keď počas pandémie prišla na trh mRNA vakcína, väčšina ľudí to vnímala ako jednu inováciu. Samotná vakcína však v sebe skrývala minimálne dve novinky.

Tou prvou, ktorá bola všeobecne známa, bolo použitie RNA pozmenenej tak, aby bunky podľa nej vedeli vyrobiť proteín potrebný na vyvolanie imunitnej odpovede. Teda aby bola stabilná, nedegradovala príliš rýchlo a zároveň aby ju bunky neodmietli ako cudzorodú RNA, tak ako to bežne robia, napríklad keď sú napadnuté RNA vírusom.

Za dizajnom samotnej RNA v RNA vakcínach bolo teda nemálo kumštu a experimentov.

Inzercia

Už menej známou inováciou bol spôsob, ako takúto RNA do ľudských buniek vôbec dopraviť. Bunky živočíchov majú na povrchu lipidovú membránu, ktorá ich účinne oddeľuje od vonkajšieho prostredia. Dopraviť cez ňu pomerne veľkú molekulu RNA vôbec nie je jednoduché.

Čítajte tiež

To sa docielilo pomocou zabalenia vakcinačnej RNA do lipidovej nanočastice, akéhosi lipidového obalu. Pri stretnutí s lipidovou membránou bunky sa tento lipidový obal s bunkovou membránou prirodzene spojil a náklad z tejto lipidovej nanočastice skončil vnútri bunky. Je to podobné, ako keď sa spoja dve oká tuku na slepačej polievke, len na oveľa nižšej úrovni.

Pri mRNA vakcínach sa však tieto častice náhodne spájajú s bunkami prítomnými naokolo, teda končia predovšetkým v bunkách imunitných a svalových, kde sú preložené a spúšťajú vytváranie imunitnej ochrany. Takéto náhodné spájanie je pre genetickú modifikáciu nežiaduce, keďže chceme, aby sa náklad z lipidovej častice dostal v prvom rade do buniek, kde genetická chyba prekáža najviac.

Lipidové častice s presnou adresou

Na použitie v génovej terapii preto bolo potrebné túto technológiu pozmeniť dvojako.

Tá obťažnejšia zmena si vyžadovala, aby sa lipidové nanočastice spájali špecificky s bunkami, v ktorých je potrebné genetický kód zmeniť.

To vedci docielili tým, že do lipidového obalu zahrnuli aj protilátky schopné sa viazať na konkrétny typ bunky, v ktorom sa genetická choroba prejavuje, v tomto prípade krvné kmeňové bunky.

Tieto protilátky na obale skutočne poskytli lipidovým nanočasticiam niečo ako poštové smerovacie číslo ‒ hoci časť z lipidových nanočastíc zablúdila aj do iných tkanív, preferenčne sa po vpichu do pokusných myší skutočne dostávali do krvných kmeňových buniek.

Kľúčové pritom bolo nielen to, kam sa dostávali, ale aj kam sa nedostávali. V pohlavných bunkách myší nepozorovali vedci žiadne zmeny, čo je kľúčové pre potenciálnu bezpečnú aplikáciu tejto technológie u ľudí.

Čítajte tiež

Tá druhá, ľahšia zmena si vyžadovala, aby namiesto mRNA kódujúcej nejakú časť vírusu, ako to bolo pri vakcinácii, do mRNA zakódovali enzýmy schopné meniť genetický kód.

Na to použili vo svojej štúdii dvojakú technológiu. Pri pokusoch na myšiach použili genetickú modifikáciu pomocou enzýmu Cre pochádzajúceho z bakteriofágov, ktorá však pre svoju funkciu vyžaduje špecifické, už predom geneticky pozmenené kmene myší.

Aby vedci teda ukázali použiteľnosť svojej metódy aj u ľudí, pri pokusoch na ľudských bunkách použili novšiu metódu na báze enzýmu Cas9, pôvodne pochádzajúceho z baktérií, za ktorého objav bola v roku 2020 udelená Nobelova cena. Pomocou takýchto lipidových nanočastíc obsahujúcich RNA kódujúcu Cas9 a tiež RNA so správnou verziou génu, teda s akýmsi molekulovým receptom na opravu daného miesta, skutočne dokázali „vyliečiť“ ľudské bunky. Tentokrát však len v skúmavke, keďže zatiaľ nešlo o klinickú štúdiu.

Otvárajú sa tak dvere ku génovej terapii priamo v tele prijímateľa. To by jednak zjednodušilo postupy pri existujúcich terapiách a tiež by mohlo vydláždiť cestu ku génovej terapii v tkanivách, ktoré sa nedajú z tela vybrať tak, ako sa to robí pri krvných bunkách.

Zároveň je táto štúdia peknou ukážkou toho, ako pokrok v jednej oblasti, v oblasti vakcín, vytvára predpoklady pre pokrok v inej oblasti, liečení vrodených chorôb.

Autor je výskumník v oblasti systémovej biológie.

Odporúčame

Denník Svet kresťanstva

Diskutovať môžu exkluzívne naši podporovatelia, ktorí prispievajú od 5,- € mesačne alebo 60,- € ročne. Pridajte sa k nim teraz, prosím.

Ak máte otázku, napíšte, prosím, na diskusie@postoj.sk. Ďakujeme.