İnsan tıp tarihinde bir dönüm noktası: dünyanın insan canlı gen düzenlemesine ilişkin ilk klinik denemesi başlatıldı
("MIT Technology Review" APP'nin Çince ve İngilizce versiyonu artık çevrimiçi ve yıllık aboneler her hafta teknoloji İngilizcesi dersini canlı yayınlıyor ve ayrıca bir teknoloji İngilizce öğrenme topluluğu da var ~)
Bu hafta bilim adamları ilk kez insan vücudunda gen düzenlemeyi denediler. Hastalıkları iyileştirmek için insan genlerini kalıcı olarak değiştirmek için . Klinik deney ABD, Kaliforniya'da tamamlandı. Denek, 44 yaşındaki Brian Madeux'du. Deney ilerledikçe, yüz milyonlarca doğru gen kopyası ve genlerini hassas bir şekilde düzenlemek için kullanılan aletler, vücuduna intravenöz olarak enjekte edildi. .
Madeux denen bir şeyden muzdarip "Hunter sendromu" Genetik mutasyonların neden olduğu genetik bir hastalık olan metabolik hastalık ... İlk denek olmaktan biraz utandı ama Bu riski almaya hazırım ve bu klinik deneyde kendime yardımcı olmayı umuyorum. Başkalarına yardım etmek".
Bir ay içinde bu tedavinin etkili olup olmadığını belirlemek için işaretler olacak ve üç ay içinde kesin bir cevap verilecektir. Başarılı olduktan sonra, şimdi embriyonik gen terapisi, patlayıcı gelişme aşamasına itilecek.
Şekil | Brian Madeux, 13 Kasım'da Amerika'da tedavi gördü ve dünyanın ilk gen düzenleme terapisi konusu oldu
Bundan önce, bilim adamları laboratuvarda insan hücrelerini düzenlemeye çalışmış ve daha sonra bunları insan vücuduna geri enjekte etmişler, buna gen tedavisi de denilmesine rağmen hastanın DNA'sını düzenlememiştir. Dahası, bu gen terapisi sadece birkaç hastalık için etkili olabilir.Bu sınırlı hastalık aralığında, bazı tedavi etkileri kalıcı değildir ve bazıları hedef dışı etkiler nedeniyle proto-onkojenlerin ekspresyonuna neden olur ve bu da kanser gibi ciddi yeni hastalıklara neden olur. sorun.
Aslında, insan embriyoları üzerinde çok sayıda klinik gen düzenlemesi denemesi yapılmıştır. 2015 yılının başlarında, Çin'deki bazı laboratuvarların insanlarda gen düzenleme denemeleri yürüttüğüne dair haberler vardı. Nisan 2015'te Sun Yat-Sen Üniversitesi'nden Huang Jun, deneysel embriyoda talasemiye neden olan bir mutasyonu onarmak için gen düzenleme teknolojisini kullandı.Çalışmanın sonuçları Protein and Cell (Protein and Cell) dergisinde yayınlandı. 2016 yılında, Guangzhou Tıp Üniversitesi'nden Fan Yong, Journal of Assisted Reproduction and Genetics'de AIDS enfeksiyonuna direnebilecek bir genin modifikasyonunu duyuran bir makale yayınladı.
Oregon Sağlık ve Bilim Üniversitesi Embriyonik Hücre ve Gen Terapisi Merkezi'nde doçent olan Shoukhrat Mitalipov, 2 Ağustos 2017'de Nature dergisinde bir makale yayınladı ve sonuçlarını açıkladı. Araştırma ekibi, MYBPC3 mutasyonunu onarmak için CRISPR-Cas9 sistemini kullandı (bu mutasyon, kalp kasını kalınlaştıracak ve genç sporcuların ani ölümüne neden olacaktır) Tüm sürecin düzenleme verimliliği ve ıskalama oranı önceki çalışmalara kıyasla iyileştirildi. Bu, Amerika Birleşik Devletleri'nde insan gen düzenlemesinin ilk klinik çalışmasıdır. Ancak bu çalışma bilimsel sonuçlar açısından sorgulanmıştır. Ek olarak, İsveç, Birleşik Krallık ve diğer ülkelerdeki bilim adamları da insan embriyolarındaki genleri değiştirmek için gen düzenleme teknolojisini kullanmaya başladılar.
Ancak bu sefer gen düzenleme, insan vücudunda daha kesin bir şekilde işlev görür. Doğru geni insan vücuduna verirken, yeni geni hedef konuma doğru bir şekilde yerleştirebilen küçük bir molekül "doktor" eklenir.
"DNA'yı kesiyoruz, yeni geni yerleştiriyoruz ve birbirine dikiyoruz. Bu sadece görünmez bir onarımdır", California merkezli Sangamo Therapeutics şirketinin başkanı Sandy Macrae, onları bu klinik çalışmanın ana başlatıcısı olarak tanımladı.Şu anda şirket, gen düzenleme terapisi için iki metabolik hastalık ve bir hemofili üzerinde klinik deneyler gerçekleştirdi.
Bu sefer kullanılan gen düzenleme teknolojisi de popüler CRISPR'den farklı. Bu gen düzenleme aracına "çinko parmak nükleazları" adı verilir ve bu, insan vücudunda dolaşan ve kesme ve düzenleme için belirli hedef genleri seçen bir tür moleküler makas gibidir.
Çinko parmak protein nükleazları olarak da bilinen çinko parmak nükleazları (çinko parmak nükleazları, ZFN), yapay olarak sentezlenmiş sınırlama endonükleazlarıdır ve çinko parmak DNA bağlama alanlarından ve kısıtlama endonükleazlarından oluşur. Enzimin DNA parçalanma alanı kaynaşmıştır. Araştırmacılar, farklı DNA dizilerini hedeflemek için ZFN'nin çinko parmak DNA bağlanma alanını işledi, böylece ZFN karmaşık genomdaki hedef diziye bağlanabilir ve DNA bölünme alanı tarafından spesifik olarak kesilebilir.
Terapi üç bölümden oluşur: yeni bir gen ve iki çinko parmak proteini Bu üç parçayı kodlayan DNA dizileri, bir vektör olarak modifiye edilmiş adeno bağlantılı virüs kullanılarak intravenöz enjeksiyon yoluyla hücrelere verilir. Karaciğer hücrelerine ulaştıklarında, iki çinko parmak proteini, albümin çevresindeki promoter veya gen başlatma anahtarı dizisini tanıyacak ve kesecek ve doğru yeni geni yerleştirecektir.
Daha sonra, yeni eklenen gen albümin promotörünün etkisi altında işlev görebilir ve değiştirilmiş karaciğer hücreleri, hastanın ihtiyaç duyduğu enzimlerin kesintisiz üretimini başlatmak için bir enzim fabrikası gibidir. Madeux'un başhekimi ve aynı zamanda araştırma projesinin başı Paul Harmatz, "Karaciğer hücrelerinin yüzde biri düzeltildiği sürece bu metabolik hastalık başarıyla tedavi edilecektir" dedi.
Sangamo Therapeutics Başkanı Macrae, "Tedavi aldıktan sonra, yeni DNA kendi genetik bilginizle bütünleşecek ve hayatınız boyunca size eşlik edecek" dedi. Ama aynı zamanda eğer seçerseniz geri dönüşün olmayacağı anlamına da gelir. Bu gen düzenleme terapisinin neden olduğu herhangi bir hata düzeltilemez.
Ulusal Sağlık Enstitüleri'nden Dr. Howard Kaufman, "Elbette, denemenin güvenliği sağlamak için belirli önlemleri var ve hayvan deneylerinden elde edilen sonuçlar cesaret verici" dedi (aynı zamanda klinik araştırmayı geçen jüri üyelerinden biriydi) , "Gen düzenlemesinin tehlikeli olduğunu kanıtlayacak hiçbir kanıt yok, bu yüzden şimdi korkmaya gerek yok."
Aslında, güvenlik sorunları bir zamanlar erken gen terapisinin gelişimini engelledi. Vakalardan biri 1999 yılında, 18 yaşındaki Amerikalı bir genç Jesse Gelsinger, bir vektör olarak virüsün bağışıklık sisteminin neden olduğu şiddetli reaksiyonu nedeniyle gen tedavisi gördükten sonra öldü. Sonraki çalışmalarda, bilim adamları çok çalışmaya devam ettiler ve keşfettiler. Adenovirüs, adeno ile ilişkili virüs, vb. Gibi vektörler olarak uygun daha fazla virüsün de sonraki deneylerde daha güvenli olduğu kanıtlanmıştır.
Başka bir endişe, yeni bir genin eklenmesinin diğer genler üzerinde öngörülemeyen etkilere sahip olabileceğidir. Birkaç yıl önce, araştırmacılar "balon çocuk" u bağışıklık sistemi bozuklukları ile tedavi etmek için gen terapisini denediklerinde, gen terapisi alan bazı hastalar hedef dışı etkiler nedeniyle proto-onkojenlere neden oldu ve sonunda lösemi geliştirdi. .
Resim | Bubble Boy Ciddi bağışıklık yetmezliği hastalığı nedeniyle Bubble Boy yalnızca Bubble'da yaşayabilir
Aynı zamanda, bazı insanlar gen düzenlemesine şüpheyle yaklaşıyor. Virüsün kalp, yumurta veya sperm gibi yerlere gireceğine ve gelecek nesilleri etkileyebileceğine inanıyorlar. Uzman tanıtımı, Gömülü genetik sistem koruma önlemleri, tedavinin yalnızca belirli koşullar altında filizlenebilen tohumlar gibi yalnızca karaciğer hücrelerinde işlev görmesini sağlayacaktır.
Stanford Üniversitesi'nden biyoetikçi Hank Greely, "Bir geni rastgele yerleştirdiğinizde sizi kurtarabilir veya zarardan başka bir şey olmayabilir, ancak zarar verme olasılığı daha yüksektir" dedi. "Gen düzenlemenin faydası sizsinizdir. Onu istediğiniz yere ekleyebilirsiniz, tam istediğiniz yerdedir. "
Bu yöntemin güvenliğini test etmek için, gen düzenleme denemesinde 30 yetişkin güvenlik denemelerine tabi tutulacak ve sonraki dönemde daha fazla hasta klinik denemelere alınacak, ancak nihai amaç henüz elde edilmemiş çocukları tedavi etmek olacak. Ağır yaralanan gençler onlara hayatta daha fazla umut veriyor.
"Bu gerçekten 'Ana Doğa' ile bir şaka. Tüm riskler tahmin edilemez. Ancak bu tedavi edilemez hastalıklar için risk ne kadar büyükse denemeye değer ", dedi San Diego'daki Scripps Çeviri Bilimi Enstitüsü'nden Dr. Eric Topol.
Ve metabolik hastalıklar çok çaresiz hastalıklardır. Şu anda dünyada metabolik hastalıklardan mustarip olan 10.000'den az insan var ve bunun büyük bir nedeni, bir kez bu hastalıktan muzdarip olduklarında hayatta kalmanın zor olmasıdır. Hunter sendromlu hastalar, belirli karbonhidratları parçalayabilen bir enzimden yoksundur. Sonuç olarak, bu karbonhidratlar hücrelerde birikmeye devam ederek gelişimsel gecikmelere, organ sorunlarına ve hatta beyin hasarına neden olur ve sonuçta tüm vücut fonksiyonlarının yok olmasına yol açar.
Hastalar sıklıkla soğuk algınlığı veya kulak enfeksiyonlarına yakalanabilir ve ayrıca yüz çarpıklıkları, işitme kaybı, kalp problemleri, nefes alma güçlükleri ve diğer problemler gösterebilir. Deri, göz ve mide problemleri de meydana gelebilir. Minnesota Üniversitesi'nden bir genetikçi olan Chester Whitley, "Pek çok hasta, tüm yaşamlarını yalnızca tekerlekli sandalyede geçirebilir, ebeveynlerinin ölene kadar onlara bakmasına güvenebilir," dedi.
Bu hastalığı olan hastalar eksik enzimleri her hafta damar içine enjekte ederek semptomlarını giderebilirler. Ancak 100.000 ila 400.000 ABD doları yıllık maliyet birçok insan için karşılanamaz. Daha da endişe verici olan şey, enjeksiyon alsanız bile beyin hasarının devam etmesini önleyememesidir.
Resim | Madeux ve nişanlısı Marcie Humphrey
Bu sefer tedavi edilen hastalar, Hunter sendromundan derinden rahatsızdır. Şimdiye kadar fıtık, bunyon ve kulak, göz ve safra kesesi gibi çeşitli problemler için 26 ameliyat geçirdi. "Görünüşe göre iki yılda bir ameliyat olmam gerekiyor." Geçen yıl Madeux neredeyse bronşit ve zatürreden ölüyordu. Bu metabolik hastalık nefes borusunu bükerek normal nefes almasını engelliyordu. "Salgılarım tarafından boğulacak ve boğulacakmışım gibi geliyor, ama öksüremiyorum."
Madeux eskiden bir aşçıydı ve Utah'da iki restoranla birlikte çalıştı. Becerikliydi ve hatta Amerikan kayak takımına ve ünlülere hizmet etti, ancak şimdi sadece sevgili mutfağına veda edebiliyor. Gen düzenleme, sahip olduğu hasarı onaramasa da, terapinin artık haftalık intravenöz tedaviye ihtiyaç duymamasına yardımcı olacağını umuyor.
15 yıl önce, Madeux bir enzim terapisine katıldığında, San Francisco Kaliforniya Üniversitesi Benioff Çocuk Hastanesinde hemşire olan Marcie Humphrey ile tanıştı, bugün nişanlandılar ve gen düzenleme terapisi almak için buraya döndüler. .
Madeuxun tedavisi hala epizodlarla doluydu. Başlangıçta tedavinin bir hafta önce yapılması gerekiyordu, ancak küçük bir sorun nedeniyle ertelendi. Sonra o ve nişanlısı Arizona'ya döndü ve bu Pazartesi ikinci bir girişimde anlaştı. , Ama Pazar uçuşlarının iptal edildiğini kim düşünebilirdi ki sonunda Monterey, California'ya giden uçağı yakaladılar ve sonra saatte 100 milin üzerinde bir taksi ile kuzeye Oakland'a gittiler.
Pazartesi günü, 6 tam vücut koruyucu sağlık personeli (Madeux'a bakteriyel enfeksiyonları önlemek için) eşliğinde, Madeux'a 3 saatlik bir enjeksiyon tedavisi uygulandı. Görevli doktoru Harmatz, güvenliğini sağlamak için bir gece hastanede kaldı.
Madeux hastaneden ayrılmak üzereyken "Biraz gerginim ama çok heyecanlıyım," dedi ve "Hayatımın bu anını dört gözle bekliyordum ve iyileştirilebilecek bu anı dört gözle bekliyorum.
Belki bu sefer yeni bir hayata başlayabilir.
