Czy CRISPR może uratować Bena Dupree?

W wieku 24 lat Benjamin Dupree przeżył wiele osób z dystrofią mięśniową Duchenne'a. Zostało zdiagnozowane 15 lat temu, po tym, jak z trudem wszedł po schodach bez użycia poręczy. Lekarze twierdzą, że choroba jest nieuleczalna, ale mniej mówią o życiu z nią. O dziewczynach, które nie patrzą poza Twój wózek inwalidzki lub o tym, jak telefon przestaje dzwonić. To ty i mama liczycie urodziny i zastanawiacie się, czego nie możesz zrobić w tym roku. Dupree mówi, że poradził sobie w liceum, ale na studiach chwyciła go depresja. Nie wiedziałem, jak mogę iść dalej, mówi.

Problem polega na tym, że organizm Dupree nie wytwarza dystrofiny, białka we włóknach mięśniowych, które działa jak amortyzator. Bez tego twoje bicepsy, mięśnie łydek i przepona powoli zamieniają się w tłuszczopodobną substancję. Kończysz na respiratorze, a potem twoje serce zatrzymuje się. Dystrofina jest wytwarzana przez gen, który jest jednym z największych w ludzkim genomie. Składa się z 79 komponentów zwanych eksonami, z których każdy jest instrukcją dla jednego składnika białka. Problem Dupree, jak mi powiedział, to pseudo-egzon – to tak, jakby w środku tego epickiego przepisu ktoś dodał błędną instrukcję, która brzmiała: „Przestań gotować”. Istnieją tysiące sposobów, w jakie gen tej wielkości może pójść nie tak, a mutacja Dupree – pojedyncza litera DNA, która brzmi „G” zamiast „T” – jest unikalna, o ile wiedzą naukowcy.

Ta historia była częścią naszego wydania z listopada 2016 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Dupree, który ukończył biochemię i ma nadzieję zostać doradcą genetycznym, czasami wyobrażał sobie, jak wyglądałoby życie, gdyby nie było tego drobnego błędu. Rok temu, w grudniu, dowiedział się, jak technologia o nazwie CRISPR może to umożliwić. Naukowiec o nazwisku Eric Olson poprosił kilka miesięcy wcześniej o trochę krwi Dupree, a Dupree się zgodził. Wkrótce przejeżdżał przez laboratorium na swoim wózku inwalidzkim TiLite, aby Olson, biolog z University of Texas Southwestern Medical Center, mógł pokazać mu wyniki – a to, co niektórzy naukowcy przewidują, jest najbardziej prawdopodobnym sposobem wyleczenia Duchenne'a.

Używając CRISPR, który umożliwia wycięcie DNA w precyzyjnie wybranym miejscu, zespół ze szpitala zmodyfikował jego komórki w naczyniu, przecinając dodatkowy egzon. Kiedy DNA jest łamane w ten sposób, komórka ściga się, aby dokonać naprawy, ale naturalny proces naprawy zwykle powoduje niewielki błąd. Powoduje to, że niechciane instrukcje genetyczne stają się niezrozumiałe. Proces edycji wymagał tylko jednego kroku i trwał trzy dni. Na zdjęciu zrobionym pod mikroskopem jego komórki były zamglone zielonymi obłoczkami doskonałej dystrofiny.

Debbie Dupree i jej syn Benjamin (24 lata), cierpiący na dystrofię mięśniową Duchenne'a. Ben zgłosił komórki do eksperymentów z edycją genów.

Staram się podchodzić do moich oczekiwań realistycznie, mówi Dupree. Ale to dało mi poczucie „Wow, to jest tutaj”.

Możliwość precyzyjnej i łatwej edycji dowolnego genomu za pomocą CRISPR zmienia sposób, w jaki myślimy o naturze. Technika CRISPR jest często porównywana do funkcji wyszukiwania i zamiany DNA. Naukowcy laboratoryjni mogą to lepiej porównać do odkrycia ognia. Każdego dnia publikują średnio osiem artykułów naukowych opisujących nowe zastosowania tej technologii – lub po prostu zastanawiających się nad jej wykładniczo rosnącymi możliwościami, jak projektowane dzieci z pożądanymi cechami i komary z DNA zaprogramowanym tak, aby wyginęły.

Ben Dupree gotuje w swoim domu w pobliżu Dallas. Dystrofia mięśniowa osłabiła jego nogi, tak że nie może chodzić.

Wśród tych możliwości, szansa zakończenia bólu i cierpienia ludzi takich jak Dupree jest najbardziej fascynującą, choć wciąż odległą obietnicą CRISPR. We wczesnej fazie eksperymentów laboratoryjnych naukowcy akademiccy pokazują, że edycja genów oferuje nowe sposoby zwalczania raka, eliminacji infekcji wirusem HIV i zapaleniem wątroby, a nawet odwrócenia ślepoty i głuchoty. Firmy nie pozostają daleko w tyle. Trzy startupy w rejonie Bostonu zebrały już łączny miliard dolarów i nawiązały współpracę z największymi światowymi firmami farmaceutycznymi, takimi jak Bayer i Novartis. Nikt z nas nie może przewidzieć, gdzie ta technologia się skończy, mówi Olson. Wychodzę z założenia, że ​​zabierze nas to dalej, niż możemy sobie wyobrazić.

Naukowcy znają błędy genów odpowiedzialne za około 5000 chorób dziedzicznych, a laboratoria sekwencjonowania odkrywają około 300 kolejnych każdego roku. Niektóre to zespoły jeden na miliard. Duchenne jest na drugim biegunie; jest to jedna z najczęstszych chorób dziedzicznych, dotykająca 1 na 4000 chłopców. Rzadko i w mniejszym stopniu dotyka to dziewczynki.

Staram się być realistą… Ale to dało mi poczucie „Wow, to jest tutaj”.

Edycja genów może być sposobem na usunięcie takich chorób, z jednorazową, trwałą zmianą DNA danej osoby. To krok poza konwencjonalną terapię genową – 30-letni pomysł wstawiania całych genów zastępczych do komórek danej osoby, zwykle przy użyciu wirusa. Takie podejście jest niepraktyczne w przypadku niektórych chorób. Na przykład gen dystrofiny jest zbyt duży, aby zmieścić się w wirusie, tak jak robią to białka wycinające DNA CRISPR. A czasami wadliwy gen, który wyrządza szkodę, musi zostać uciszony, więc dodanie nowego nie pomoże. Zdolność CRISPR do usuwania i zamiany liter genetycznych umożliwia ogromny nowy zakres terapii. Niektórzy lekarze nazywają teraz terapię genową CRISPR 2.0.

Oczywiście, nawet terapia genowa 1.0 jeszcze w pełni nie dotarła. Po 30 latach badań naukowcy wciąż uczą się wykorzystywać wirusy do przenoszenia instrukcji genetycznych do komórek żywej osoby. Tylko dwie terapie zastępowania genów w chorobach dziedzicznych zostały kiedykolwiek zatwierdzone, obie w Europie. Ale Olson mówi, że jest przekonany, że CRISPR jest najbardziej prawdopodobnym sposobem na powstrzymanie Duchenne'a. Na początku tego roku wykazał, że potrafi naprawić mutacje u myszy z dystrofią mięśniową po wysłaniu do ich żył wirusów wypełnionych składnikami CRISPR. Mysz to nie chłopiec, ale wydaje nam się, że wiemy dokładnie, co należy zrobić, mówi Olson. Jeśli to działa, dodaje, to jest lekarstwo, a nie leczenie.

Eric Olson, ekspert w dziedzinie inżynierii genetycznej z UT Southwestern, zaczął używać CRISPR trzy lata temu do opracowania metody leczenia dystrofii mięśniowej.

Olson mówi, że pierwszy ludzki test terapii CRISPR u pacjenta z Duchenne'em mógłby się rozpocząć za dwa lata, co byłoby małą, rozpoznawczą próbą kliniczną z udziałem zaledwie kilku chłopców. Współpracując z Jerrym Mendellem z Nationwide Children’s Hospital w Ohio, centrum badań nad terapią genową, spodziewają się, że w ciągu najbliższych 12 miesięcy będą leczyć małpy, co jest wstępem do testów na ludziach. Naukowcy będą również sprawdzać, czy terapia genowa CRISPR przyniesie nieoczekiwane efekty. Szczególnie niepokojące są przypadkowe zmiany.

Dupree, który śledzi wydarzenia w laboratorium, mówi, że nie oczekuje od siebie wiele. Wie, że badania mogą zająć lata, a ponieważ jego mutacja jest wyjątkowa, potrzebowałby terapii dostosowanej specjalnie dla niego. Jestem bardziej podekscytowany naukowymi implikacjami niż jakąkolwiek terapią dla mnie, mówi. Ale jego matka, Debbie Dupree, mówi, że fora czatowe i strony na Facebooku, na których spotykają się rodzice, są już pełne pytań. Dużo się mówi. Ludzie chcą wiedzieć, kiedy będzie dostępny, mówi.

Pacjenci Duchenne'a i ich rodziny nie będą jedynymi, którzy z niepokojem zadają to pytanie. Niezliczone inne osoby, które stoją w obliczu śmiertelnego raka lub HIV, a także anemii sierpowatej i wielu innych chorób genetycznych, mogą wkrótce obserwować los komórek zmienionych w CRISPR w laboratorium Olsona. Czy to początek nowej ery medycyny, czy tylko kolejny obiecujący wynik badań, który nigdy nie wyjdzie z laboratorium? W szczególności naukowcy będą musieli stawić czoła kolejnemu wyzwaniu: bezpiecznej i skutecznej edycji DNA w komórkach w całym ludzkim ciele, zmieniając w ten sposób CRISPR z bezcennego narzędzia laboratoryjnego w lekarstwo.

Usuwanie chorób

CRISPR wyewoluował wewnątrz bakterii na przestrzeni miliardów lat jako forma odporności na wirusy. Bakterie zbierają i przechowują krótkie fragmenty DNA wirusów, które je zaatakowały, dzieląc segmenty w obrębie własnego genomu według wzoru nazywanego zgrupowanymi, regularnie rozmieszczonymi, krótkimi powtórzeniami palindromicznymi – termin, który nadaje CRISPR swój akronim. Po ponownym zakażeniu jednym z tych wirusów, bakterie mogą tworzyć kopie tych fragmentów genetycznych, które łączą się litera po literze z DNA nowego wirusa – sygnalizując wyspecjalizowanemu enzymowi tnącemu, że powinien on przyczepić się i zamknąć jak szczypce na wirusie genom i zerwać go.

Zainteresowanie jest teraz niesamowite. Wcześniej nikt nie był zainteresowany. Nikogo to nie obchodziło.

Do 2013 roku zespoły naukowców z Bostonu, Berkeley i Seulu oddzielnie wykazały, że ten naturalnie występujący bakteryjny proces odpornościowy można uprościć i wykorzystać do cięcia DNA w ludzkich komórkach. Chociaż naukowcy stworzyli wcześniej białka do edycji genów, były one trudne do zaprojektowania i zbudowania w porównaniu z rozwiązaniem opracowanym przez bakterie. Zamiast wersji 2 lub 3 była to wersja trzy biliony, mówi Tom Barnes, główny naukowiec start-upu CRISPR Intellia Therapeutics w Cambridge w stanie Massachusetts. I przeszło z żadnych laboratoriów, które nad tym pracowały, do wszystkich pracujących nad tym.

Intellia jest jednym z trzech startupów, które założyły sklepy w Bostonie i zebrały około 300 milionów dolarów każdy na stworzenie terapii CRISPR; pozostałe to Editas Medicine i CRISPR Therapeutics. Barnes mówi, że CRISPR znacznie upraszcza edycję genów ze względu na sposób, w jaki działa cięcie. Tak jak bakterie wykrywają i wycinają wirusowy materiał genetyczny, CRISPR może skupić się na określonych odcinkach ludzkiego DNA. Jedyne potrzebne składniki to enzym edycyjny — najczęściej używany jest jeden o nazwie Cas9 — oraz krótki przewodnik lub długość liter genetycznych, aby powiedzieć, gdzie należy ciąć.

Wydaje się to proste, ale używanie go do tworzenia ludzkich terapii jest niczym innym. I jest jeden problem, który często jest pomijany: edycja jest trochę myląca. Naukowcy opanowali cięcie DNA, co daje im coś w rodzaju klucza usuwania genów, oprócz funkcji dodawania oferowanej przez tradycyjną terapię genową. Ale nie mogą tak łatwo przepisać genów litera po literze, co jest aspektem technologii, która wciąż jest rozwijana. Na razie ogranicza to głównie do sytuacji, w których usuwanie genów – lub ich części – jest przydatne. Duchenne jest jednym z nich. Innym jest anemia sierpowata, stan, który w Stanach Zjednoczonych dotyka głównie Afroamerykanów. W przeszłości naukowcy medyczni poświęcali temu stosunkowo niewiele uwagi, ale istnieje oczywiste cięcie DNA, które może rozwiązać ten problem, co oznacza potencjalnie eleganckie lekarstwo. Teraz Mitchell Weiss, hematolog, który leczy osoby z anemią sierpowatą w St. Jude Children’s Research Hospital w Memphis, mówi, że dzwoni do niego każda firma zajmująca się edycją genów. Zainteresowanie jest teraz niesamowite, mówi. Wcześniej nikt nie był zainteresowany. Nikogo to nie obchodziło. Ale potrzebują dowodu zasady, a to jest dobry.

Oprócz znalezienia rodzaju problemu genetycznego, na który CRISPR oferuje rozwiązanie, firmy potrzebują sposobu na wprowadzenie instrukcji CRISPR do organizmu. Większość liczy na wirusy do tego zadania, ale strategią Intellii jest pakowanie CRISPR w tłuste plamy, które komórki wątroby wysysają, tak jakby były cholesterolem. W sierpniu tego roku, na dorocznym spotkaniu CRISPR w Cold Spring Harbor w stanie Nowy Jork, naukowcy z firmy wykazali, że za pomocą pojedynczej dawki mogą zmienić genomy co najmniej połowy komórek w wątrobie myszy. Jeśli Intellia może skutecznie edytować komórki wątroby u człowieka, może to pozwolić firmie na leczenie wielu wcześniej niepodlegających już schorzeniom metabolicznym, takich jak forma dziedzicznej amyloidozy, w której w ciele odkładają się bolesne blaszki.

Oczywiste jest, że CRISPR będzie łatwiej działać w niektórych częściach ciała niż w innych. Najłatwiejszym zadaniem jest prawdopodobnie usunięcie genów z komórek krwi, ponieważ komórki te można usunąć z organizmu pacjenta, a następnie włożyć z powrotem. Już teraz chińska firma farmaceutyczna rozpoczęła badanie mające na celu stworzenie doładowanych komórek odpornościowych do walki z rakiem, a naukowcy z University of Pennsylvania ogłosili podobne plany dzięki wsparciu finansowemu miliardera, przedsiębiorcy internetowego Seana Parkera.

Linia czasu modyfikacji genetycznej

• 1971–’73:

  Opracowanie rekombinowanego DNA umożliwia naukowcom wycinanie i wklejanie genów w bakteriach.

• 1978:

  Zespół z Genentech dodaje gen ludzkiej insuliny do bakterii, uruchamiając przemysł biotechnologiczny.

• 1990:

  Lekarze w Pensylwanii podjęli próbę terapii genowej czteroletniej dziewczynki. Gen zostaje dodany do jej ciała za pomocą wirusa.

• 1999:

  Nastolatek Jesse Gelsinger jest pierwszą osobą, która zginęła w eksperymencie terapii genowej. Zainteresowanie komercyjne gwałtownie spada.

• 2009:

  Amerykańska firma biotechnologiczna Sangamo Biosciences inicjuje próbę wyleczenia wirusa HIV za pomocą komórek krwi, z których po raz pierwszy usunęła ludzki gen.

• 2013:

  Naukowcy z USA i Korei Południowej demonstrują CRISPR jako nową, znacznie łatwiejszą metodę zmiany ludzkich genów. Editas Medicine została założona w Bostonie w celu opracowywania terapii CRISPR.

• 2014:

  Dodając CRISPR do komórek mięśniowych w naczyniu laboratoryjnym, zespół z Duke University eliminuje mutację, która powoduje dystrofię mięśni Duchenne'a.

• 2015:

  Chińscy naukowcy edytują DNA ludzkich embrionów. W ciągu kilku miesięcy światowi naukowcy potępiają jako nieodpowiedzialne wszelkie próby stworzenia dzieci z edycją genów.

• 2016:

  Pierwsze testy CRISPR na ludziach w ramach leczenia raka uzyskują wstępną aprobatę w USA i Chinach.

Jeśli szukasz Everestu do edycji genów, prawdopodobnie przepisuje on DNA w ludzkim mózgu – powiedzmy, aby leczyć chorobę Huntingtona. Edycja komórek mięśniowych leży gdzieś pośrodku skali trudności. Genetycznie to dobry kandydat. Olson mówi, że nawet przy użyciu tylko jednego klawisza usuwania można wyleczyć do 80 procent przypadków dystrofii mięśniowej. Początkowo obróbka, nad którą pracuje, będzie miała na celu gorący punkt w genie dystrofiny – eksonie 51, którym Editas również zasygnalizowała zainteresowanie. Usunięcie tego egzonu mogłoby wyleczyć około 13 procent przypadków Duchenne'a.

Najważniejszą niewiadomą jest to, czy możliwe będzie edytowanie wystarczającej liczby komórek mięśniowych i wytwarzanie wystarczającej ilości dystrofiny w ludzkim ciele. Myślę, że to najbardziej obiecująca strategia, mówi Olson. Ale rzecz, która musi iść dobrze, to to, że musi być wydajna. Mięśnie, w tym serce, pośladki i bicepsy, stanowią 40% masy ciała — miliardy komórek. Jak dotąd u swoich myszy Olsonowi udało się wytworzyć dystrofinę w 5 do 25 procentach włókien mięśniowych. To w połowie kalkulacja, w połowie spekulacja, ale uważa, że ​​edycja 15 procent komórek mięśniowych u chłopca wystarczy, aby spowolnić, jeśli nie zatrzymać, dystrofię mięśniową.

Kiedy ostatnio rozmawiałem z Olsonem, spieszył się na spotkanie telefoniczne, aby uzyskać komercyjne poparcie dla swojego pomysłu rozpoczęcia testu na ludziach w celu leczenia Duchenne'a. Rozmawiał z kilkoma firmami, w tym z Editas, prawdopodobnie najbardziej znaną bostońską trójką startupów CRISPR. Ma Billa Gatesa i Google jako inwestorów. A firma, założona przez kilku wynalazców technologii CRISPR, również zadeklarowała wczesne zainteresowanie Duchenne'em, licencjonując prace na Uniwersytecie Duke'a. Ale jej dyrektor operacyjny, Sandra Glucksmann, powiedziała, że ​​nie dostarcza aktualnych informacji na temat programu Duchenne'a.

W rzeczywistości Editas kłamie. CRISPR może potencjalnie leczyć tak wiele różnych chorób, że firma niechętnie ogłaszała, jaki będzie projekt „zrób lub zgiń”. A udowodnienie, że jakikolwiek lek CRISPR jest skuteczny, może z łatwością zająć dekadę. To stawia Glucksmanna w trudnej sytuacji. W weekendy odpowiada na maile od zdesperowanych rodziców: Czy CRISPR może wyleczyć moje dziecko? Teoretycznie odpowiedź może brzmieć tak, ale około jednej czwartej przypadków Glucksmann nigdy wcześniej nie słyszał o chorobie. A odpowiedź, jakiej Editas udzieliła rodzicom chłopców z dystrofią mięśniową, była szczególnie rozczarowująca: bardzo mi przykro słyszeć o twoim synu. Niestety, wciąż jesteśmy na najwcześniejszym etapie badań.

Zabiegi indywidualne

Jedna rzecz, która jest już oczywista, to to, że wiele dziedzicznych chorób genetycznych będzie wymagało dostosowania leczenia CRISPR do bardzo specyficznych mutacji — tych, które wpływają na małe podgrupy pacjentów, a nawet pojedyncze osoby. Weźmy Dupree, który mieszka mniej niż milę od Olson na przedmieściach Dallas. Jego mutacja jest wyjątkowa i nie jest blisko egzonu 51, więc nie pomogłaby mu pierwsza terapia CRISPR, którą opracowuje Olson.

Ale w umyśle Olsona nie ma wątpliwości, że mutacja Dupree również jest możliwa do skorygowania, biorąc pod uwagę, że technika może potencjalnie celować w dowolne miejsce genomu. Dupree dostrzega teraz przynajmniej przebłysk szansy, że ktoś może wykonać zabieg CRISPR tylko dla niego. Daje się go tylko raz i może nie jest tak drogi, mówi. To sprawiło, że pomyślałem o tym, jak można to zrobić, ponieważ widzę, że rzeczy się zbliżają.

W Toronto’s Hospital for Sick Children spotkałem naczelnego pediatrę Ronalda Cohna, który jest również lekarzem dystrofii mięśniowej. Cohn jest przekonany, że z CRISPR jedyne w swoim rodzaju zabiegi są możliwe, a nawet prawdopodobne. W grudniu ubiegłego roku opublikował artykuł przedstawiający poprawki kilku rzadkich mutacji – ponownie w komórkach w naczyniu laboratoryjnym, w tym niektóre pobrane od dziecka z karłowatością i inne od innego chłopca z Duchenne'em. Ten chłopiec, o imieniu Gavriel Rosenfeld, jest synem bliskich przyjaciół Cohna w Londynie. Prowadzą fundację charytatywną, której doradza Cohn.

Cohn jest nowicjuszem w CRISPR. Kilka lat temu studiował hibernujące wiewiórki. Nie ruszają się miesiącami, ale ich mięśnie nie są z tego powodu gorsze. W ten sposób możemy po prostu znaleźć coś, co jest preferowane w podstawowych laboratoriach badawczych. Teraz, dzięki edycji genów, widzi bezpośrednią drogę do wyleczenia kogoś, kogo zna. Gavriel ma 14 lat, a od czasu skorygowania jego komórek laboratorium Cohna stworzyło również mysi model, który ma tę samą mutację. Podobnie jak Dupree, mutacja jest jedyna w swoim rodzaju i w ciągu kilku tygodni laboratorium Cohna zacznie leczyć myszy.

Ale co wtedy? Cohn mówi, że nie wie. Jak byś w ogóle przetestował lek przeznaczony dla jednej osoby? Kto za to zapłaci? Mówi, że odwiedził Health Canada, krajowego regulatora, i kazano mu wrócić, jeśli wyleczy myszy. To będzie wymagało ponownego przemyślenia, mówi. A fakt, że ty i ja prowadzimy tę rozmowę, jest początkiem zmiany paradygmatu.

Chłopcy z dystrofią mięśniową domagają się podjęcia działań w zakresie nowych leków podczas spotkania w 2016 r. w amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków.

Podejście Cohna do korygowania poszczególnych mutacji wzbudziło nadzieje wśród rodziców chłopców z Duchenne. To jest LECZENIE!!! jeden napisał w sieci. Jego laboratorium użyło CRISPR do naprawienia mutacji w komórkach pobranych od kilku znanych mu chłopców, a lista oczekujących, którą prowadzi w arkuszu kalkulacyjnym, zawiera obecnie 53 dzieci z dystrofią mięśniową. Rodzice wszystkich z nich chcą wiedzieć, czy ich dziecku można pomóc poprzez edycję genów.

Jeśli badanie terapii genowej, takie jak to, które planuje Olson, zakończy się sukcesem i jeśli CRISPR dotrze do wystarczającej liczby komórek mięśniowych, może istnieć silny argument, że jednorazowa terapia zadziała. W końcu, aby dążyć do nowej mutacji, wystarczy dostosować składnik CRISPR, który skupia się na określonej sekwencji DNA. Przeszkodą może być również cena wytworzenia pojedynczej dawki. Dwie istniejące terapie genowe zatwierdzone w Europie kosztują 1 milion i 665 000 USD. Nawet jeśli kosztowałby dwa razy więcej, jednorazowa poprawka genu za pomocą CRISPR byłaby tańsza niż całe życie kosztownych leków, wózków inwalidzkich i uzależnienia.

Mając nadzieję na indywidualne wyleczenie, Cohn przyznaje, że stworzył kilka nowych problemów. Zaprosił rodziców do laboratorium, a mali chłopcy kręcili się między laboratoryjnymi stołkami. Ale podczas trzygodzinnego spotkania laboratoryjnego tej jesieni, on i jego uczniowie postanowili przestać odnosić się do komórek Gavriela lub komórek Jake'a i zamiast tego używać liczbowych nazw kodowych. Wciąż wiedzą, kto jest kim, ale to daje im przestrzeń do bezstronności. Wiem z tyłu głowy, ale chcesz pozostać bezstronną, powiedziała mi doktorantka z laboratorium, Tatianna Wong. Nie mogę pracować nad tą sprawą tylko dlatego, że współczuję mu. Muszę odpowiedzieć na pytania naukowe.

Wysokie oczekiwania

Niektórzy weterani terapii genowej przewracają oczami, gdy słyszą, co nowicjusze myślą, że CRISPR zrobi. Odwiedziłem centrum rozwoju wektorów w St. Jude, zwiedzając ciasne laboratorium w kształcie litery L z Byouung Ryu, ekspertem od tworzenia wirusów, który posiekał powietrze nad swoją głową i powiedział: „Oczekiwania ludzi są tutaj”. Ryu ostrzega, że ​​podstawowe, nierozwiązane problemy biologiczne pozostają. Jednym z nich jest to, czy edycja będzie działać wystarczająco często w komórkach, takich jak szpik kostny, który należy zmienić, aby skorygować anemię sierpowatą. Jeśli zbyt mało komórek zostanie poddanych edycji, zabiegi nie będą skuteczne. To gra liczbowa, mówi Ryu.

Ryu był pierwszym pracownikiem firmy zajmującej się terapią genową z obszaru Bostonu, Bluebird Bio, której cena akcji gwałtownie spadła po tym, jak kilku pierwszych pacjentów nie zareagowało w ten sam sposób. Nie mam negatywnego zdania na temat CRISPR, ale jest to sprawdzenie rzeczywistości, mówi Ryu. Nie przyjdzie do ludzi w przyszłym roku. To działa na szalce Petriego za każdym razem, ale z mojej perspektywy edycja genomu może nastąpić w przyszłości, ale nie w najbliższym czasie.

O terapii genowej dowiedziałem się, że królik nie wygrywa wyścigu. Żółw wygrywa wyścig.

Przyszłość CRISPR jako leczenia zależy w dużej mierze od umiejętności terapeutów genowych, takich jak Ryu. Robią postępy, ale jak dotąd tylko dwie terapie genowe – takie, które dodają cały gen – weszły na rynek, aby rozwiązać dziedziczne zaburzenie. Jeden, zwany Strimvelis, zapewnia całkowite lekarstwo na śmiertelny niedobór odporności i został zatwierdzony w tym roku w Europie. Ale przetestowanie go na 18 dzieciach zajęło 15 lat, a podobne próby zakończyły się niepowodzeniem. O terapii genowej dowiedziałem się, że królik nie wygrywa wyścigu. Żółw wygrywa wyścig, mówi Weiss, która kieruje wysiłkiem St. Jude, aby zastosować edycję genów w przypadku anemii sierpowatej.

Przeszkodą mogą być również skutki uboczne. CRISPR może spowodować przypadkowe, niechciane zmiany, których nie można usunąć, jeśli zostaną zapisane w genomie danej osoby. Obecnie naukowcy polegają na akademickich programach komputerowych do przewidywania takich efektów. (Jeden, utrzymywany na Harvardzie, nazywa się CHOPCHOP.) Ale program nie może przewidzieć wszystkiego. Dwa wczesne testy terapii genowej w 2000 roku przypadkowo spowodowały białaczkę u kilkorga dzieci. Nikt nie przewidział takiej konsekwencji zmiany genomu. Chociaż Olson mówi, że nie widział żadnych złych skutków u swoich myszy, pozwala, by CRISPR mógł powodować nieumyślne zmiany w DNA, które są ważne dla życia. A edytowanie miliardów pojedynczych komórek w ciele człowieka, jak przyznają naukowcy, będzie najpewniejszym sposobem na odkrycie, w jaki sposób CRISPR może się nie udać.

Może to potrwać znacznie dłużej niż myślimy, ale prędzej czy później edycja genów zmieni wygląd leku. Przemysł biotechnologiczny rozpoczął się w latach siedemdziesiątych, kiedy ktoś wszczepił insulinę E. coli, pokazując, że ludzkie białko może być wytwarzane poza organizmem. Teraz jest sposób na zmianę DNA tam, gdzie ono leży, w twoich genach. Kiedy patrzył przez mikroskop na własne komórki w laboratorium Olsona, Dupree próbował przyjąć racjonalny pogląd: oto rozwiązanie dla następnego pokolenia chłopców. Jednak jego matka pozwoliła sobie na nadzieję. Byłem zachwycony. Pamiętam, jak pomyślałem: „To może być coś, co działa” – mówi Debbie. Duchenne to tykający zegar. Rodzice nie mogą powstrzymać się od obliczeń: tak długo na badania na zwierzętach, tyle lat na pierwszą próbę na ludziach, tyle czasu, zanim dowiedzą się, czy to naprawdę działa. Na szczęście choroba Bena przebiega powoli. Lekarze powiedzieli, że odejdzie w wieku 19 lat, ale wciąż tu jest. A może za 10 lat nadal tu będzie, mówi jego matka, żeby mogli go na nim wypróbować.

ukryć