Forskere udforsker genredigering som en ny kur mod blodforstyrrelser

Thana Prasongsin / Getty Images

Vigtigste takeaways

• Der er kun en FDA-godkendt behandling af seglcelleanæmi, men det kræver en søskendonor.
• Ved hjælp af CRISPR-CAS9-teknologi lykkedes det forskere at målrette mod en genetisk switch, der slukkede produktionen for en føtal form for hæmoglobin.
• CRISPR-CAS9 tillod patienter med seglcelleanæmi og beta-thalassæmi at være deres egne donorer til knoglemarvstransplantationer. Dette har potentialet til at gøre behandlinger mere tilgængelige.

Genredigering har hævet mange videnskabelige områder, fra at skabe pesticidfri mad til at forsøge at bringe den uldne mammut tilbage. Ved hjælp af en teknologi kaldet CRISPR-CAS9, ofte benævnt CRISPR, forsøger forskere nu at rette genetiske fejl, der forårsager sygdom.

En januar - undersøgelse offentliggjort iNew England Journal of Medicinefandt CRISPR kunne skabe nye behandlinger til helbredelse af blodsygdomme såsom seglcelleanæmi.

Patienter, der er diagnosticeret med seglcellesygdom, har en mutation i et gen for hæmoglobin - et jernrig protein i røde blodlegemer. Mutationen forårsager unormalt C-formede blodlegemer, som har svært ved at føre ilt til andre dele af kroppen.Dens hårde og klæbrige funktion tilstopper også blodgennemstrømningen, hvilket øger risikoen for infektioner.

Seglcelle sygdom er en arvelig blodsygdom, der rammer omkring 100.000 amerikanere om året, fortæller Alexis A. Thompson, MD, MPH, tidligere præsident for American Society of Hematology og pædiatrisk hæmatolog ved Feinberg School of Medicine ved Northwestern University, Verywell. Mens Thompson, som ikke var involveret i undersøgelsen, siger, at børn ser relativt normale ud ved fødslen, er det først i alderen 6 til 12 måneder, at børn begynder at udvikle problemer.

”I den yngre aldersgruppe kræver patienter, der har smerter, svær feber eller infektion hospitalsindlæggelse, modtager meget stærk medicin og går glip af skolen,” siger Thompson. “Når de flytter til voksenalderen, har de udfordringer med at afslutte uddannelse, universitet, eller vedligeholdelse af et job. ” Ved hjælp af CRISPR forsøger forskere at ændre nogle af disse resultater.

Hvad det betyder for dig

Seglcelle sygdom overføres til et barn, når begge forældre har seglcelle træk. Hvis du er i tvivl om din transportørstatus, er det vigtigt at blive screenet af en sundhedsperson. Hvis du har seglcelle sygdom, kan nye behandlinger ved hjælp af CRISPR-teknologi være tilgængelige for dig i fremtiden.

Genetisk strategi genstarter hæmoglobinproduktion

Undersøgelsen fulgte en patient med seglcellesygdom og en patient med beta-thalassæmi, en blodsygdom, der reducerer produktionen af ​​hæmoglobin.

Begge patienter krævede blodstamceller, men undersøgelsen forsøgte at bruge deres celler i stedet for celler fra et søskende. Da blodstamceller blev taget fra patienten, brugte forskerne CRISPR, som fungerer som en molekylær saks, og et enkelt-styret RNA-molekyle, CAS9, til at lokalisere et specifikt gen kaldet BCL11A.

I denne undersøgelse skar forskerne BCL11A, fordi den fungerer som en genetisk switch, der slukker genet, der producerer en føtal form for hæmoglobin. Ved at tænde det igen genaktiverede forskere produktionen af ​​føtal hæmoglobin, som erstattede manglende eller defekt hæmoglobin i begge patients røde blodlegemer. Eventuelle resterende syge celler blev elimineret via kemoterapi.

Hæmoglobinniveauer forblev stabile måneder efter behandling

Seks og 12 måneder efter proceduren gennemgik begge patienter knoglemarvsaspirater for at måle antallet af røde blodlegemer, der er til stede i deres knogleprøve.

Den første patient var en 19-årig kvinde diagnosticeret med beta-thalassæmi. Fire måneder efter hendes sidste knoglemarvstransplantation med de genredigerede stamceller stabiliserede hæmoglobinniveauet sig og forblev stabilt ved sit sidste opfølgningsbesøg. Selvom hun oprindeligt oplevede alvorlige bivirkninger af behandlingen (lungebetændelse og leversygdom), løst de efter et par uger.

Den anden patient var en 33-årig kvinde med seglcelleanæmi. Femten måneder efter proceduren steg hendes føtal hæmoglobinniveau fra 9,1% til 43,2%. Hendes muterede hæmoglobinniveau fra seglcellesygdom faldt fra 74,1% til 52,3%. Mens hun oplevede tre alvorlige bivirkninger (sepsis, cholelithiasis og mavesmerter), blev de løst med behandling.

En af de største fordele ved denne tilgang sammenlignet med traditionelle former for behandling af disse blodproblemer er dens anvendelse af patientens celler uden behov for en donor.

"Celler fra den samme patient kan manipuleres og kan transplanteres uden risiko for afstødning eller forårsage immunreaktioner fra donoren (graft-versus-host-sygdom)," Damiano Rondelli, MD, Michael Reese-professor i hæmatologi ved universitetet fra Illinois ved Chicago College of Medicine, sagde i en erklæring.

Siden offentliggørelsen har forskere udvidet deres arbejde til yderligere otte patienter - seks med beta-thalassæmi og tre med seglcelleanæmi. Deres aktuelle resultater stemmer overens med de første to patienter i undersøgelsen.

Nuværende behandling for seglcelleanæmi

Den nuværende FDA-godkendte behandling af seglcelleanæmi er en knoglemarvstransplantation. Denne procedure kræver imidlertid, at patienten har et søskende, hvis væv passer perfekt til deres.

Thompson siger, at en stor behandlingsudfordring er, at en ud af fire søskende ikke er den samme vævstype. Selvom knoglemarvstransplantation finder sted, er der også alvorlige bivirkninger ved proceduren, herunder graftfejl, graft versus vært sygdom og død.

Hvis knoglemarvstransplantationer er ude af billedet, er en alternativ behandling en haplooid identisk transplantation. "Der har været en succes med haploide identiske transplantationer, hvor vævstypen delvist matches, men transplantationen udføres på en meget anden måde for at opnå en indpodning med dine komplikationer," siger Thompson. Hun siger dog, at kun et mindretal af patienterne kvalificerer sig til denne behandling.

På grund af begrænsningerne og begrænsningerne for seglcellesygdom siger Thompson, at der havde været nogen diskussion om, at patienter skulle tjene som deres egne donorer. I denne aktuelle undersøgelse ser forfatterne på genredigering som en potentiel vej til denne type behandling.

Hvordan genetiske behandlinger kan hjælpe

Enhver kan arve seglcelleanæmi, men det er især almindeligt i:

• Mennesker af afrikansk herkomst, herunder afroamerikanere
• Latinamerikanere fra Central- og Sydamerika
• Mennesker af mellemøstlig, asiatisk, indisk og middelhavsafstamning

I USA screenes alle børn født i landet for seglcellesygdom, hvilket giver rig mulighed for tidlig behandling. Men flere scenarier gør det udfordrende at diagnosticere alle tilfælde. Thompson siger, at familier, der immigrerede til USA, muligvis har ældre børn, der ikke er screenet sammen med forældre, der ikke er opmærksomme på deres bærerstatus, før de har et barn, der har tilstanden.

På trods af manglerne ved screeninger har industrialiserede lande forbedret deres prognose for seglcellesygdom. ”I dag har et barn født i dag i USA en 95% chance for at overleve i voksenalderen, og det samme gælder for andre ressourcestærke lande som Det Forenede Kongerige,” siger Thompson.

Fra et globalt perspektiv siger Thompson dog, at lande med lav indkomst og mellemindkomst måske ikke tilbyder de samme behandlinger, der i øjeblikket er tilgængelige for folk i lande som USAHun siger, at over halvdelen af ​​børn med seglcelleanæmi i Afrika syd for Sahara ikke vil leve længere end deres femte fødselsdag.

Baseret på undersøgelsesresultaterne kunne genredigering hjælpe behandlinger af seglcellesygdom med at blive mere bredt tilgængelige.

”Håbet er, at denne behandling vil være tilgængelig og overkommelig i mange lande med lav mellemindkomst, Mellemøsten, Afrika og Indien og har en vigtig indvirkning på livet for mange mennesker i disse områder,” sagde Rondelli. </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s> </s>