Terapia genowa zamiast przeszczepów szpiku

Terapia
genowa
przeszczepów szpiku
zamiast
Najnowsze badania kliniczne prowadzone nad zastosowaniem terapii
genowej wskazują na duże korzyści terapeutyczne metody. Wykorzystanie
lepiej wyselekcjonowanych wektorów, umożliwiających bezpieczne
dostarczenie genów terapeutycznych do określonych komórek, wpłynęło
na szybki postęp badań. Aktualnie stosowane technologie umożliwiają
korygowanie odziedziczonych genów, zaangażowanie komórek
macierzystych w regeneracji tkanek oraz efektywne wykorzystanie silnej
odpowiedzi immunologicznej w leczeniu nowotworów. Prowadzone
badania mają na celu potwierdzenie skuteczności i określenie
bezpieczeństwa stosowania terapii genowej w chorobach
hematologicznych i immunologicznych [1].
Przeszczep szpiku czy terapia genowa
Obecnie rutynową metodą stosowaną w leczeniu wrodzonych dysfunkcji komórek
krwi, chorób z autoagresji lub nowotworów hematologicznych jest przeszczep
szpiku kostnego. Przeszczepienie komórek krwiotwórczych ma na celu zastąpienie
nieprawidłowych komórek szpiku komórkami dawcy lub odnowienie układu
krwiotwórczego. Przeszczep allogeniczny nie zawsze jest możliwy ze względu na
konieczność znalezienia zgodnego w układzie HLA dawcy i często przyczynia się
do wystąpienia groźnych dla życia powikłań poprzeszczepowych. Przeszczepy
autologiczne są bardziej bezpieczne, jednakże wiążą się z ryzykiem nawrotu
choroby spowodowanym przeszczepieniem własnych nieprawidłowych
komórek. Zastosowanie terapii genowej zamiast przeszczepiania komórek
allogenicznych wydaje się być korzystniejsze, ze względu na dostępność dla
wszystkich pacjentów, zmniejszenie ryzyka wystąpienia choroby GvHD
(przeszczep przeciw gospodarzowi) oraz łagodniejszą terapię limfo lub
mieloablacyjną [2].
Terapia genowa w hematologii polega na pobraniu komórek
hematopoetycznych od pacjenta, wprowadzeniu genu terapeutycznego i po
leczeniu mielo- lub limfoablacyjnym umieszczeniu ich w szpiku w miejscu
komórek nieprawidłowych.
Trwają badania kliniczne nad zastosowaniem terapii genowej w leczeniu:
– złożonych niedoborów odporności
– zespołu Wistotta-Adricha
– leukodystrofii
– talasemii
– hemofilii
– zespołu Fanconiego
– anemii aplastycznej
– telomeriopatii
– wrodzonych zaburzeń płytek krwi z mutacją genu RUNX1
– wrodzonej małopłytkowości megakariocytarnej
– zespołu Schwachmana-Diamonda
– nocnej napadowej hemoglobinurii
– chłoniaków B-komórkowych
– przewlekłej i ostrej białaczki B-komórkowej
– zespołu mielodysplastycznego
Terapia genowa z zastosowaniem komórek hematopoetycznych
Terapię genową z zastosowaniem hematopoetycznych komórek macierzystych
stosowano z powodzeniem w leczeniu złożonych niedoborów odporności, w
zespole Wiskotta-Aldricha, w leukodystrofiach i w talesemii β. Pacjentom
pobierano komórki macierzyste szpiku oraz izolowano komórki CD34+ CD38- i
utrzymywano ich multipotencję poprzez zastosowanie cytokin stymulujących
wzrost. Następnie do wyizolowanych komórek transdukowano gen terapeutyczny
używając wektora lentiwirusowego. W tym czasie chorym podawano leczenie
kondycjonujące w celu wyeliminowania nieprawidłowych komórek szpiku. Po kilku
dniach pod osłoną imunosupresyjną przetaczano pacjentom komórki
hematopoetyczne ze zmienionym genem. U chorych stwierdzono wysoką, 90%
rekonstytucję hematopoezy i znaczną poprawę parametrów morfologicznych krwi
[1].
Wprowadzanie wektora adenowirusowego
Źródło: Wikipedia, autor: Pisum, licencja: CC-BY-SA-3.0
Leczenie ciężkiej postaci hemofilii
W terapii genowej u chorych na ciężką postać hemofilii B, gen terapeutyczny
wprowadzano do komórek wątroby przy pomocy wektora adenowirusowego.
Wektor zawierający gen terapeutyczny wraz z odpowiednim zestawem
antygenowym, umożliwiającym wniknięcie do hepatocytów, podawano pacjentom
w iniekcji dożylnej. Po terapii chorzy będący w grupie z ciężkim niedoborem IX
czynnika krzepnięcia zostali zakwalifikowani do grupy z łagodnym niedoborem
czynnika IX [3].
Terapia genowa w leczeniu nowotworów hematologicznych
Terapia genowa jest także wykorzystywana w leczeniu nowotworów układu
krwiotwórczego. U chorych z ostrą i przewlekłą białaczką z linii B komórkowej
oraz z chłoniakiem B komórkowym zastosowano z sukcesem immunoterapię
zmienionymi genowo limfocytami T. Limfocyty T cytotoksyczne pobierano od
chorych, następnie namnażano je oraz transdukowano przy pomocy lentiwirusa
gen wzmagający ekspresję antygenów TCR, swoistych dla komórek
nowotworowych. Po podaniu pacjentom autologicznych, zmienionych genowo
limfocytów T obserwowano całkowitą remisję guza u 67% do 100% chorych [1].
Wykorzystanie w terapii indukowanych komórek macierzystych
Najnowsze badania nad zastosowaniem terapii genowej w chorobach
hematologicznych podążają w kierunku wykorzystania indukowanych komórek
macierzystych iPCS [4]. Indukowane komórki macierzyste są to komórki
somatyczne, między innymi fibroblasty, komórki hematopoetyczne i
mezenchymalne o cofniętej multipotencji do pluripotencji za pomocą aktywacji
odpowiednich genów [5].
Kultury komórkowe wybarwione
błękitem alcjańskim. Źródło:
Wikipedia, autor: Cquan, licencja: CCBY-SA-2.5
Zastosowanie terapii genowej w leczeniu zespołu Fanconiego
Zespół Fanconiego jest spowodowany mutacjami w 17 genach, co przyczynia się
do wystąpienia wielu wad wrodzonych. Jest on obarczony wysokim ryzykiem
ujawnienia się zespołów mielodysplastycznych i ostrej białaczki szpikowej.
Transplantacja allogeniczna pozostawała do tej pory jedyną opcją leczenia
objawów hematologicznych. W grupie chorych z zespołem Fanconiego
zastosowano terapię genową, w której pobrane od pacjentów fibroblasty
przeprogramowano uzyskując iPCS, a następnie transdukowano geny naprawcze.
Tak uzyskane komórki stymulowano cytokinami w celu uzyskania macierzystych
komórek krwiotwórczych i przeszczepiano pacjentom. Procedura ta pozwoliła na
wyselekcjonowanie tylko transdukowanych komórek o prawidłowych kariotypach i
o wysokiej zdolności do różnicowania we wszystkie linie hematopoetyczne.
Jednakże tylko u części chorych uzyskano odnowę układu krwiotwórczego z
genami naprawczymi i poprawę objawów klinicznych [4].
Leczenie wrodzonych zaburzeń płytek krwi z mutacją RUNX1
Terapię genową stosowano także u chorych z wrodzonymi zaburzeniami płytek
krwi, spowodowanymi autosomalną, dominującą mutacją genu RUNX1. Chorzy ci
charakteryzują się dysfunkcją płytek oraz częstym występowaniem w trzeciej
dekadzie życia zespołów mielodysplastycznych lub ostrej białaczki szpikowej.
Wprowadzenie genu terapeutycznego do indukowanych hematopoetycznych
komórek macierzystych u części chorych powodowało poprawę wydolności
megakariopoezy. W analogicznym badaniu, prowadzonym w innym ośrodku
naukowym, po przeszczepieniu stwierdzono zmniejszenie produkcji
megakariocytów. W obu badaniach istotnym powikłaniem wynikającym z terapii
genowej była niestabilność genetyczna w komórkach iPSC [4].
Inne wskazania do terapii genowej
Podobne badania były prowadzone u chorych zespołem Shwachmana-Diamonda,
nocną napadową hemoglobinurią, anemią aplastyczną, w telomeropatiach,
wrodzonej małopłytkowości megakariocytarnej oraz u pacjentów z zespołem
mielodysplastycznym i współwystępującą monosomią chromosomu 7 [4].
Aktualnie prowadzone są badania nad genotoksycznością wektorów
wirusowych. Wprowadzenie genu terapeutycznego w okolice onkogenów
mogłoby spowodować rozrost klonalny komórek krwi. W chwili obecnej nie
można także jednoznacznie określić jakie mogą być konsekwencje przekazania
transdukowanego genu potomstwu.
Dlatego trwają prace nad wprowadzeniem do transdukowanych komórek
dodatkowego genu izolacyjnego, który w momencie zaistnienia nieprawidłowych
mutacji powodowałby izolację genu terapeutycznego [1].
Zastosowanie terapii genowej w leczeniu chorób hematologicznych może w
niedalekiej przyszłości osiągnąć znaczący sukces, ze względu na łatwość
pozyskiwania komórek hematopoetycznych i duże doświadczenie w
przeprowadzaniu procedur przeszczepiania. Jednakże, do określenia
bezpieczeństwa terapii genowej i możliwości stosowania jej w leczeniu
rutynowym, potrzebne są badania na dużej grupie chorych oraz
długoterminowa obserwacja pacjentów.
Piśmiennictwo:
1. Naldini L. Gene therapy returns to centre stage. Nature 2015; 526 (5773):
351-60.
2. Kyrcz-Krzemień S, red. Podstawy hematologii. Katowice: Śląski Uniwersytet
Medyczny; 2010.
3. Vercauteren K, Hoffman B, Zolotukhin I. Superior in vivo transduction of
human hepatocytes using engeneered AAV3 capsid. Mol Ther. 2016; Mar. 29. doi:
10.1038/mt.2016.61.
http://www.nature.com/mt/journal/vaop/ncurrent/full/mt201661a.html
4. Jung M, Dunbar C, Winkler T. Modeling human bone marrow failure syndromes
using pluripotent stem cells and genome engineering. Mol Ther. 2015; 23(12):
1832-42.
5. Kolanowski T, Kurpisz M. Indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste –
geneza, problemy oraz perspektywy wykorzystania w terapii chorób serca.
Kardiologia Polska 2010; 68:412-417.
Data publikacji: 17.05.2016r.