Génová terapia často nahrádza celoživotný príjem liekov jedinou kratšou liečbou. Dokáže zachrániť život a umožniť bežnú existenciu.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com
Vedci a lekári získali vďaka génovej terapii nový nástroj, ktorý pokojne možno nazvať prelomovým „liekom“ (v úvodzovkách preto, že nie je liekom v štandardnom farmakologickom zmysle slova). Zachraňuje totiž životy a umožňuje návrat k bežnej existencii onkologickým pacientom ako aj pacientom postihnutým geneticky podmienenými chorobami.
Génová terapia je produktom dlhodobého a náročného výskumu v oblasti génových manipulácií, respektíve génového inžinierstva. Prelomovým „liekom“ je preto, že už po jednej aplikácii dokáže významne ovplyvniť zriedkavé geneticky podmienené ochorenia a spoľahlivo obmedziť užívanie štandardných liekov. Jej výnimočnosť v porovnaní s bežnou terapiou spočíva práve v tom, že umožňuje nahradiť často opakovanú celoživotnú liečbu pacienta jedinou liečbou, ktorá mu zachraňuje život a otvára cestu k bežnej existencii.
Čo je génová terapia?
Ak si chceme zadefinovať túto revolučnú terapiu, s prekvapením zistíme, že to nie je až také jednoduché. Jediná definícia génovej terapie, ktorá by najpresnejšie vystihovala podstatu tejto prelomovej liečby, jednoducho nejestvuje. Laici si stotožňujú génovú terapiu s prelomovými „liekmi“, ktoré sa pripravujú metódami génového inžinierstva a aplikujú do tela pacienta.
Sú to práve odborníci, ktorí definujú génovú terapiu viacerými spôsobmi, pričom sa ich definície veľmi nelíšia. Uveďme aspoň niektoré:
1. Génová terapia umožňuje využiť akúkoľvek nukleovú kyselinu (DNA, RNA) modifikovanú pomocou génového inžinierstva na liečbu chorôb.
2. Génová terapia je technika, ktorá modifikuje gény človeka s cieľom liečiť jeho choroby.
3. Génová terapia je liečebná metóda, ktorá nahrádza chybný gén alebo pridáva nový gén v snahe vyliečiť chorobu alebo zlepšiť schopnosť ľudského organizmu bojovať s chorobou. Génová terapia je sľubná pri liečbe širokého spektra chorôb, ako je rakovina, cystická fibróza, kardiovaskulárne a neurologické choroby, cukrovka, hemofília a AIDS.
4. Génová terapia je liečebný postup, pri ktorom sa do genómu (genetickej výbavy) pacienta vkladá sekvencia/úsek DNA, pričom táto sekvencia kóduje, respektíve nesie genetickú informáciu pre syntézu nejakého chýbajúceho alebo nefunkčného proteínu.
Akú úlohu hrajú pri génovej terapii vektory?
Na to, aby sa správna informácia, ktorú nesie, respektíve obsahuje sekvencia DNA daného génu, dostala do cieľových buniek, je potrebný nosič, odborne nazývaný vektor. Ako vektory sa využívajú vírusy aj niektoré nevírusové vektory, napríklad chemické látky (vrátane tých najmenších, čiže nanočastíc), zriedkavejšie aj baktérie (predovšetkým črevné baktérie, ktoré sa využívajú na prenos génov do buniek čreva).
Najbežnejšími a najčastejšie využívanými vektormi sú však vírusy, ktoré majú prirodzenú schopnosť prelomový „liek“ transportovať do buniek pacienta najefektívnejšie. Vektor môže vnášať správnu genetickú informáciu, respektíve funkčný gén priamo do somatických, čiže telových buniek pacienta. Alternatívou je odobrať vzorku buniek pacienta a v laboratórnom prostredí modifikovať tak, aby obsahovali vektor nesúci funkčný gén. Takéto bunky sa potom vrátia pacientovi, a to najčastejšie infúziou. Ak je liečba úspešná, nový gén dodaný vektorom vytvorí funkčný proteín (napríklad enzým), ktorý nahradí chýbajúci alebo nefunkčný enzým.
Ilustračný obrázok opravy DNA prostredníctvom génovej terapie. Zdroj: iStockphoto.com.
Ako fungujú prelomové „lieky“, pomocou ktorých sa uskutočňuje génová terapia?
Pri génovej terapii môžeme prostredníctvom aplikácie prelomového „lieku“, ktorý predstavuje jedinečnú miniatúrnu genetickú „konštrukciu“ (vektor so „zabudovaným“ génom), poškodený gén podľa potreby „opraviť“, nahradiť, inaktivovať alebo pridať iný.
Ako sa v laboratóriu takáto „konštrukcia“ pripravuje? S použitím metód, ktoré sa využívajú pri génových manipuláciách, respektíve génovom inžinierstve. A to tak, aby „konštrukcia“ niesla pozmenenú genetickú informáciu, potrebnú na správne fungovanie poškodeného génu.
Znamená to, že pomocou génovej terapie odborníci nefunkčný gén jednoducho vymenia a nahradia funkčným „zdravým“ génom, čiže uskutočnia to určitým úsekom (odborne sekvenciou) DNA, ktorá nesie genetickú informáciu pre funkčný proteín zodpovedný alebo spoluzodpovedný za formovanie nejakého znaku alebo nejakej vlastnosti.
Génová terapia je veľmi sofistikovaný proces, pretože umožňuje do buniek pacientov aj pridať funkčný gén. A to tak, že do buniek pacienta sa zavedie nový alebo upravený (odborne modifikovaný) pôvodný gén pacienta.
Poškodený gén, ktorý je príčinou ochorenia, možno tiež inaktivovať, a tým zabrániť jeho nesprávnemu fungovaniu.
V súčasnosti sa väčšina klinicky realizovaných génových terapií uskutočňuje pomocou náhrady génov, pričom prvé klinické skúšky sa uskutočnili už v roku 1990.
Pri génovej terapii možno podľa potreby zámerne zablokovať expresiu niektorých génov, napríklad génov, ktoré spôsobujú neobmedzené delenie buniek pri raste nádorov alebo, naopak, stimulovať expresiu iných, napríklad génov, ktoré zabraňujú neobmedzenému deleniu buniek (pod expresiou, čiže prejavom génu, rozumieme prepis jeho genetickej informácie zakódovanej v sekvencii jeho DNA do mRNA a z nej preklad do poradia aminokyselín bielkoviny, ktorá je zodpovedná alebo spoluzodpovedná za nejaký znak alebo nejakú vlastnosť. Stručne povedané, ide o jeho transkripciu/prepis a transláciu/preklad – pozn. autorky).
Ilustrácia génovej terapie prostredníctvom dopravy liečiva vo forme nanočastíc do ľudskej nádorovej bunky. Zdroj: iStockphoto.com.
Ako sa pomocou samovražedných génov lieči rakovina?
Vďaka vedeckému pokroku sú okrem náhrady génov, ktoré v bunkách pacientov chýbajú alebo sú nefunkčné, známe aj ďalšie spôsoby génovej terapie. Prelomové terapie sa využívajú aj na cielené zabíjanie nádorových buniek. Terapeutické kmeňové bunky (získané z kostnej drene) sa v laboratóriu modifikujú tak, že sa do nich zabuduje takzvaný samovražedný gén, vďaka ktorému sa zmenia na účinný „protinádorový liek“.
Takéto terapeutické kmeňové bunky nesú samovražedné gény kódujúce proteíny, ktoré buď priamo, alebo nepriamo poškodzujú nádorové bunky alebo ich jednoducho usmrcujú. Sú schopné zabíjať ľudské nádorové bunky melanómu, hrubého čreva a karcinómu štítnej žľazy. V praxi sa takáto terapia rakoviny nazýva samovražedná terapia.
Aj imunitné bunky možno reštartovať na boj s rakovinou
Pomocou génovej terapie možno modulovať a aktivovať imunitný systém na boj s nádorovými bunkami tak, aby významne ubudli. Ide o novú triedu liečebných postupov, respektíve geneticky optimalizovaných imunoterapií, ktoré geneticky znova naštartujú imunitné bunky pacienta tak, aby ničili rakovinové bunky.
Ako dlho trvá vývoj prelomového „lieku“?
Vo väčšine prípadov trvá minimálne desať rokov, častejšie až dvadsať rokov, pričom sa do vývoja započítava čas vynaložený na prípravu liečiva až po jeho schválenie zodpovednou liekovou agentúrou. Závisí od použitej technológie a aj od toho, či už bola v minulosti použitá a schválená, či je dostatočne bezpečná a dôkladne zdokumentovaná, ako aj od počtu a úspešnosti vykonaných klinických štúdií.
Klinické štúdie sú hlavným nástrojom testovania bezpečnosti a účinnosti liečiv. Čím častejšie sa daná choroba vyskytuje, tým viac pacientov sa dá zahrnúť do klinickej štúdie a tým skôr je možné vyvinúť efektívnu génovú terapiu.
Aké choroby možno liečiť pomocou génovej terapie?
Génová terapia sa uplatňuje pri liečbe širokého spektra chorôb, ako je rakovina, cystická fibróza, srdcové a neurologické choroby, cukrovka, hemofília a AIDS. Za zmienku stojí skutočnosť, že techniky génového inžinierstva použili vedci aj pri vývoji vakcín proti novému koronavírusu covid-19.
Pri geneticky podmienených chorobách sa liečba zameriava na takzvané monogénové genetické ochorenia, čiže ochorenia, ktoré sú dôsledkom zmeny (mutácie) jediného páru génov (ktoré získava postihnutý jedinec od každého z rodičov), a to z celej genetickej výbavy človeka pozostávajúcej z plejády 20 000 rôznych génov.
Génová terapia umožňuje predovšetkým eliminovať hlavnú príčinu ochorenia – stratu správnej funkcie génu, ktorú môže spôsobiť mutácia zmenou sekvencie jeho DNA alebo dokonca jej strata (vypadnutím). A to tak, že nahradí poškodený alebo chýbajúci gén novou kópiou správne fungujúceho génu.
Podpora vedeckého bádania v oblasti genetiky a molekulárnej biológie patrí medzi priority súčasnej vedy. Veď jej výdobytky sa prakticky uplatňujú predovšetkým v medicíne, najmä v ostatných desaťročiach.
Našťastie, stále viac ľudí si začína uvedomovať, že dĺžku a kvalitu ľudského života môže okrem správnej životosprávy ovplyvniť aj pokrok vo vede a výskume.
Čoskoro uverejníme ďalší, nadväzujúci článok genetičky Evy Miadokovej. Píše v ňom o finančnom aspekte génovej terapie, o tom, ako k jej preplácaniu pristupujú slovenské poisťovne a ako pri jej využívaní napreduje Európska únia.
Zdroje: Novartis, NCBI, EMA, WWU, Oxford Academic, Technology Review, Slovenský pacient
