През последните дни новина от света на науката прикова вниманието на медии, специалисти и цялото общество. Краткото съобщение гласи, че с помощта на технологията за генно редактиране CRISPR/CAS-9 учени са успели да елиминират ХИВ от инфектирани с него клетки, култивирани в лабораторни условия, което поражда оптимизъм и за приложението на този подход в клиничната практика.
Резултатите ще бъдат обсъдени на предстоящия Европейски конгрес по микробиология и инфекциозни болести, който ще се състои през месец април в Барселона.
Проучване
На 21 януари 2022 г., докато целият свят следи със затаен дъх развитието на пандемията COVID-19, в САЩ започва фаза 1/2 на клинично проучване, провеждано от компанията Excision BioTherapeutics, чиято централа е в Сан Франциско. Не, то не е свързано с ваксина срещу SARS-CoV-2. Целта му е да провери дали CRISPR/CAS-9 ще успее да изреже от генома на живеещи с ХИВ хора ДНК на този вирус и по този начин ще доведе до пълното им излекуване. Ако това стане, резултатът ще бъде сбъдната мечта на поколения учени, лекари и милиони жители на планетата. През 2023 г. бяха оповестени първите данни от това клинично проучване. Те дойдоха до 48 седмици след началото му. Добрата новина е, че компанията не съобщава за сериозни нежелани събития при нито един от първите трима участници в изпитването. Допълнителна информация се очаква през 2024 г., а общата продължителност на проучването ще бъде 15 години.
Грешки
Нашата ДНК е книгата на живота ни. Понякога в нея също се откриват грешки от различно естество. Дефектните гени не работят правилно и лишават тялото от жизненоважни за функционирането му продукти, вследствие на което може да възникне сериозно заболяване. CRISPR/CAS-9 е система, която ни позволява да ги поправим. Тя включва два партньора. CAS-9 е белтък, който реже ДНК молекулата (т.е. представлява своеобразна генетична ножица). Вторият участник в екипа е т.нар. водеща РНК молекула, чиято задача е да заведе генетичната ножица до мястото, където трябва да действа. Как се осъществява този процес? Най-напред учените трябва да открият участъка в ДНК, който е отговорен за съответния здравен проблем. След това създават водещата РНК молекула, която ще разпознае тази област, и я свързват с ножицата CAS. Комплексът се въвежда в прицелните клетки и щом ножицата среже ДНК молекулата на точното място, специалистите може да започнат генното редактиране.
Вирус
ХИВ е вирус, чийто геном е РНК молекула. Веднага щом инфектира клетката обаче, тази РНК молекула се превръща в ДНК с помощта на уникален ензим, който самият вирус си носи. Вирусната ДНК (наричаме я провирус) се вгражда в генома на инфектираната клетка и остава завинаги в гостоприемника. Това е една от причините създаването на ваксина срещу него да е толкова трудно. Достатъчно е да кажем, че криейки се в клетъчната ДНК, ХИВ е отлично защитен от имунната система. В самия край на миналия век беше въведена т.нар. комбинирана антиретровирусна терапия, която превърна инфекцията с ХИВ от абсолютна смъртна присъда в контролирано заболяване, даде надежда за бъдеще на милиони хора по света и техните близки, позволи им да водят нормален и пълноценен живот, да мечтаят и да сбъдват мечтите си. Тази терапия успешно потиска изявата на вируса и му пречи да се размножава, но не е в състояние да го елиминира от организма на инфектираните хора, т.е. не може да ги излекува напълно. С това възможностите на CRISPR/CAS-9 изобщо не се изчерпват. В процес на разработка са терапевтични подходи при редица генетични заболявания, рак и безплодие.
Години труд стоят зад откритието
Години труд стоят зад откриването на технологията за генно редактиране. Както често се случва в науката, откриването на механизма става неочаквано. При експерименти с пиогенния стрептокок (Streptococcus pyogenes) – една от бактериите, причиняващи толкова много вреди на човечеството, френската изследователка Еманюел Шарпентие се натъква на неизвестна до момента РНК молекула. Скоро става ясно, че тя е ключът към древна защитна система на бактериите, CRISPR/Cas. Благодарение на нея бактериите обезоръжават атакуващите ги вируси (наречени бактериофаги), като разцепват тяхната ДНК. Еманюел Шарпентие и американската биохимичка Дженифър Дудна успяха да пресъздадат генетичните ножици на бактериите „в епруветка“ и да опростят молекулните им компоненти, така че да са по-лесни за използване. Нещо повече, те препрограмираха тези генетични ножици по такъв начин, че да могат да режат всяка ДНК молекула (не само тази на бактериофагите) на предварително определено място. И щом това се случи, редактирането може да започне. Резултатите са публикувани през 2011 и 2012 година и предизвикват небивало оживление в академичните среди. През 2020 г. Шарпентие и Дудна са удостоени с Нобелова награда по химия за разработването на метод за редактиране на генома. Стотици учени по света поемат щафетата и не спират да търсят спасение от болката и страданието. Усилията им не са напразни.
Одобриха първите CRISPR терапии
На 8 декември 2023 г. Администрацията по храните и лекарствата в САЩ (FDA) одобри първата основана на CRISPR/CAS-9 терапия. Тя поправя дефектните гени на хемоглобина (белтъка, който пренася кислорода в кръвта) при сърповидно-клетъчната анемия и осигурява производството на нормален хемоглобин. Осъществява се, като от костния мозък на пациент с това заболяване се изолират стволови клетки, те се редактират в лабораторни условия и се връщат обратно в организма му. На 16 януари 2024 г. FDA даде зелена светлина на аналогична терапия при лица с друго наследствено заболяване на кръвта - бета-таласемия.
Проф. д-р Радостина Александрова, БАН
