Χρήση του HIV για τη θεραπεία θανατηφόρων γενετικών ασθενειών στα παιδιά

O HIV αποτελεί αιτία θανάτου σχεδόν 2 εκατομμυρίων ανθρώπων κάθε χρόνο, ωστόσο Ιταλοί επιστήμονες υποστηρίζουν πως έχουν βρει ένα τρόπο να χρησιμοποιήσουν τον ιό για να σώσουν ζωές. Σε δύο μελέτες που δημοσιεύτηκαν σήμερα (Σ.τ.Μ.: 11/7/2013) στο περιοδικό Science, μία ομάδα ερευνητών από Ινστιτούτο Τηλεμαραθώνιων για Γονιδιακές Θεραπείες San Raffaele (TIGET) περιγράφουν μία μέθοδο με την οποία ο HIV χρησιμοποιήθηκε για να αντιμετωπιστούν δύο σπάνιες, αλλά θανατηφόρες γενετικές διαταραχές στα παιδιά: η λευκοδυστροφία, η οποία διαλύει το νευρικό σύστημα, και το σύνδρομο Wiskott-Aldrich, το οποίο καταστρέφει το ανοσοποιητικό σύστημα του παιδιού.

Η τεχνική, η οποία αναπτύσσεται τα τελευταία 15 χρόνια, περιλαμβάνει την αντικατάσταση των ελαττωματικών γονιδίων με λειτουργικά αντίγραφά τους, τα οποία μεταφέρονται με ιικούς φορείς που αντλούνται από τον ΗΙV. Η ομάδα του Μιλάνου, με επικεφαλής τον Dr. Luigi Naldini, διεξήγαγε για χρόνια εργαστηριακές δοκιμές προτού δοκιμάσει τη μέθοδο σε μια ομάδα 16 ασθενών το 2010 --6 με σύνδρομο WA και 10 με μεταχρωματική λευκοδυστροφία. Τρία χρόνια αργότερα, 6 εκ των παιδιών (3 από κάθε ομάδα) εμφανίζουν ενθαρρυντικά σημάδια ανάρρωσης, με τον Naldini να περιγράφει το γεγονός ως επανάσταση στον τομέα της γονιδιακής θεραπείας.

Είναι πολύ νωρίς για να ειπωθεί με βεβαιότητα πως η μέθοδος του Naldini προσφέρει πλήρη ίαση σε κάποια από τις δύο ασθένειες, ωστόσο ο ίδιος αναφέρει πως τα πρώιμα σημάδια είναι θετικά.

«Δε μπορούμε, βεβαίως, να μιλήσουμε με απόλυτους όρους, καθώς έχουν περάσει μόλις τρία χρόνια» αναφέρει ο Naldini σε τηλεφωνική συνέντευξη στο The Verge. «Αλλά τα 3 παιδιά με μεταχρωματική λευκοδυστροφία αναμενόταν να νοσούν πολύ βαριά ως τώρα, με βάση την εξέλιξη της νόσου. Σήμερα, είναι φυσιολογικά παιδιά ουσιαστικά και η νόσος δεν έχει προχωρήσει.

Τα 3 παιδιά με το σύνδρομο WA έχουν εμφανίσει παρόμοιες βελτιώσεις στο ανοσοποιητικό τους σύστημα και οι αυτόματες αιμορραγίες που σχετίζονται με το σύνδρομο έχουν σταματήσει. Ο Naldini αναφέρει πως και τα υπόλοιπα 10 παιδιά της μελέτης εμφανίζουν αρκετά όμοια πρότυπα με τα 6 που ήδη αναφέρθηκαν, αλλά είναι πολύ νωρίς για να  αξιολογηθεί επισήμως η πρόοδός τους.

Τόσο το σύνδρομο WA, όσο και η μεταχρωματική λευκοδυστροφία είναι αρκετά ασυνήθη. Οι περιπτώσεις του WA κυμαίνονται μεταξύ 1-10/1.000.000 άρρενες παγκοσμίως και είναι ακόμη σπανιότερες στο θηλυκό φύλο. Η μεταχρωματική λευκοδυστροφία είναι ελαφρώς πιο συνηθισμένη, προσβάλλοντας  1-4/160.000 άτομα παγκοσμίως, σύμφωνα με το Eθνικό Iνστιτούτο Yγείας.

Αμφότερα είναι αποτέλεσμα έλλειψης μιας πρωτεΐνης καίριας σημασίας για την πρώιμη ανάπτυξη και οι συνέπειες για τους προσβεβλημένους μπορεί να είναι τραγικές. Παιδιά που εμφανίζουν μεταχρωματική λευκοδυστροφία κατά το πρώτο έτος της ζωής τους, συνήθως πεθαίνουν πριν την ηλικία των 5 ετών, με τις γνωστικές και κινητικές τους λειτουργίες να φθίνουν ραγδαία. Το σύνδρομο WA επιτίθεται στα αιμοπετάλια, τα οποία είναι απαραίτητα για τη θρομβογένεση, οδηγώντας σε συχνές αιμορραγίες, πράγμα που εξασθενίζει το ανοσοποιητικό σύστημα, καθιστώντας το παιδί πιο ευάλωτο σε αυτοάνοσα νοσήματα και νεοπλασίες.

Ως τώρα δεν υπάρχει θεραπεία για τη μεταχρωματική λευκοδυστροφία και ο μόνος τρόπος να αντιμετωπιστεί το WA είναι με μεταμόσχευση μυελού των οστών. Αυτές οι μεταμοσχεύσεις, όμως, έχουν μεγάλο ρίσκο και επίσης είναι δύσκολο να βρεθεί κατάλληλος δότης.

«Εκτός κι αν ο δότης είναι ο πανομοιότυπός σου δίδυμος, υπάρχει πάντα η πιθανότητα να απορρίψεις το μόσχευμα, ή το μόσχευμα να απορρίψει εσένα», αναφέρει ο Naldini. «Σε αυτήν την περίπτωση η θνητότητα είναι μεγάλη.»

Εν αντιθέσει, η μέθοδος του Naldini βασίζεται στα βλαστικά κύτταρα του ίδιου του ασθενούς, αντί για κάποιο δότη. Τα αιμοποιητικά βλαστικά κύτταρα συλλέγονται από το μυελό των οστών του παιδιού και τα ελαττωματικά γονίδια αντικαθίστανται με λειτουργικά. Αυτή η προσέγγιση είναι γνωστή ως γονιδιακή θεραπεία –μια διαδικασία κατά την οποία οι θεραπευτικές πρωτεΐνες «πακετάρονται σε φορείς», οι οποίοι χρησιμοποιούνται για την εισαγωγή του DNA στο σώμα του ασθενούς. Οι ερευνητές μελετούν επί χρόνια τη συγκεκριμένη μέθοδο, ωστόσο τα μακροπρόθεσμα αποτελέσματά της παραμένουν άγνωστα. Το πλεονέκτημά της χρήσης βλαστικών κυττάρων είναι πως δεν είναι απαραίτητη η ανεύρεση συμβατού δότη και πως οι μεταμοσχευμένες πρωτεΐνες «αυτό-διατηρούνται» με τον καιρό, αναφέρει ο Naldini.

Ο Naldini αναφέρει επίσης πως ένα μικρό μόνο ποσοστό του HIV χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία του φορέα, προσθέτοντας πως διενεργήθηκαν αυστηρές δοκιμές και μοριακές αναλύσεις για να εγγυηθεί η ασφάλεια. Ο Naldini ξεκίνησε να πειραματίζεται με τον HIV το 1996, ως μέρος έρευνας για τη μολυσματικότητα του ιού. Τελικά συνειδητοποίησε πως ο HIV προσέφερε έναν αποτελεσματικό τρόπο για τη μεταφορά πρωτεϊνών και ξεκίνησε να αντλεί φορείς από αυτόν.

«Το σοβαρότερο ζήτημα δεν είναι τόσο η μετάδοση του ιού, όσο η ενσωμάτωση του φορέα στο γονιδίωμα», εξηγεί.

Ο Naldini αναγνωρίζει πως θα πρέπει να παρακολουθήσουν στενά τους ασθενείς για τα επόμενα χρόνια, ώστε να βεβαιωθούν πως η θεραπεία βαίνει ομαλώς, αλλά τα αποτελέσματα που δημοσιεύτηκαν σήμερα του δίνουν ελπίδα πως παρόμοιες προσεγγίσεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και σε άλλες γενετικές ανωμαλίες.

«Οι δύο αυτές ασθένειες είναι αρκετά αντιπροσωπευτικές των αντίστοιχων οικογενειών τους», αναφέρει. «Έτσι, θεωρώ πως αυτή η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλες περιπτώσεις, πράγμα που έχουμε ήδη αρχίσει να ερευνούμε.»

To παρόν άρθρο αποτελεί μετάφραση. Το πρωτότυπο εδώ.

UPDATE (κάποιες πιο εξειδικευμένες πληροφορίες):

Όσον αφορά τη μεταχρωματική λευκοδυστροφία (MLD):

Οι ερευνητές μετέφεραν ένα λειτουργικό γονίδιο ARSA (ένζυμο αρυλσουλφατάση Α) σε αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα (HSC) που προέρχονταν από εννέα προ-συμπτωματικούς ασθενείς με MLD. Αναλύσεις που εκτελέστηκαν 2 χρόνια μετά την αγωγή με τα τροποποιημένα HSCs σε έναν ασθενή, και μετά από 18 μήνες σε άλλους δύο, αποκάλυψε ότι 45-80 τοις εκατό των κυττάρων του αίματος έφεραν το λειτουργικό γονίδιο. Το ένζυμο ήταν παρόν σε φυσιολογικά επίπεδα σε αυτά τα κύτταρα και στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό, απ' όπου απουσίαζε εντελώς πριν. Επιπλέον, αρκετό καιρό μετά η εξέλιξη της νόσου είχε σταματήσει. Ο Naldini δήλωσε πως "Σε αυτό το στάδιο, οι ασθενείς έχουν συνήθως εγκεφαλική βλάβη ή είναι νεκροί, όμως τώρα ζουν και βασιλεύουν".

Όσον αφορά το σύνδρομο Wiskott-Aldrich (WAS):

Σε μια ξεχωριστή μελέτη, μια ομάδα με επικεφαλής τον Alessandro Aiuiti του TIGET προσέγγισε με παρόμοιο τρόπο την νόσο Wiskott-Aldrich Syndrome (WAS), μια σπάνια νόσο ανοσοανεπάρκειας που προκαλείται από μεταλλάξεις στο γονίδιο που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη WASP. Αναλύσεις που έγιναν 20-32 μήνες μετά την θεραπεία έδειξαν ότι 20-25 τοις εκατό των στοχευμένων αιμοκυττάρων ήταν γενετικώς διορθωμένα. Το ανοσοποιητικό σύστημα είχε αποκατασταθεί σε μεγάλο βαθμό στους τρεις ασθενείς που συμμετείχαν στην μελέτη. Επιπλέον, συμπτώματα όπως επαναλαμβανόμενες εκζεματώδεις λοιμώξεις μειώθηκαν ή εξαφανίστηκαν τελείως.

Για την ασφάλεια των φορέων:

Μοριακές αναλύσεις και στις δύο μελέτες, έδειξαν πως η ένθεση των γονιδίων στα HSC δεν φαίνεται να ενεργοποιεί ογκογονίδια. " Οι λεντι-ιικοί φορείς φαίνεται πως δεν παρουσιάζουν το πρόβλημα των ρετρο-ιικών φορέων. Υπάρχουν σημαντικές ενδείξεις πως είναι ασφαλέστεροι ", δήλωσε ο Naldini, αν και τόνισε πως απαιτούνται περαιτέρω έρευνες και μεγαλύτερης κλίμακας μελέτες.

Ο Aubourg συμφώνησε. "Φυσικά, θα προτιμούσαμε να έχουμε ένα φορέα που ενσωματώνεται στο γονιδίωμα του ξενιστή σε θέση όπου είμαστε σίγουροι πως δεν θα υπάρξουν αρνητικές επιπτώσεις», είπε. "Αλλά για την ώρα, έχουμε το πράσινο φως -φαίνεται ασφαλές. Με αυτούς τους βελτιωμένους λεντι-ιικούς φορείς, η γονιδιακή θεραπεία δεν θα πρέπει να τρομάζει τους ανθρώπους πια."

Θερμές ευχαριστίες στον George Oikonomidis για το update!