Исправление мутаций. Предложена новая терапия опасных болезней крови

• Из лаборатории в практику
• Испытания генного редактора на пациентах
• Кому предназначено новое лекарство
• Отдаленные последствия

Десятки пациентов с серповидноклеточной анемией и бета-талассемией получили генную терапию, разработанную швейцарскими учеными. Если результаты испытаний одобрят в США, на рынок впервые в мире попадет препарат на основе редактора ДНК CRISPR-Cas9. В чем его преимущества и какие есть опасения, разбиралось РИА Новости.

Из лаборатории в практику

В начале нынешнего столетия генетики открыли мощную систему редактирования генома белковыми ферментами Cas9, обнаруженными у бактерий. Эти молекулы вырезают участок ДНК и вставляют туда вирусную последовательность, называемую CRISPR (регулярно сгруппированные короткие палиндромные повторы). Оказалось, что эти ферменты действуют и в многоклеточных организмах, включая млекопитающих.

У истоков создания метода стояла французский генетик Эммануэль Шарпантье, основавшая в 2013-м компанию CRISPR Therapeutics.

«Я надеюсь, что появится технология, которая сможет доставлять систему CRISPR-Cas9 в клетки и ткани, чтобы лечить тяжелые наследственные заболевания», — говорила Шарпантье два года спустя в интервью журналу New Scientist.

Первая фаза клинических испытаний препарата CTX001 (сейчас exa-cel) на основе CRISPR-Cas9, разработанного в компании Шарпантье, началась в 2018 году. Лечение получили два пациента с бета-талассемией и серповидноклеточной анемией — редкими наследственными болезнями крови, вызванными патологией гемоглобина.

Генетики Дженнифер Даудне и Эммануэль Шарпантье (справа) в 2020 году стали лауреатами Нобелевской премии за открытие системы CRISPR-Cas9

Испытания генного редактора на пациентах

Болезни, которые можно вылечить исправлением всего одного гена, наиболее удобны для разработки генной терапии. На практике уже применяют препараты для лечения спинальной мышечной атрофии, тяжелого комбинированного иммунодефицита, наследственной дистрофии сетчатки глаза. В прошлом году в США одобрили для использования две схемы лечения болезней крови — гемофилии А и B.

Все эти методы используют один и тот же подход — доставку вирусом здоровой копии гена в клетку. Запускается синтез здорового белка, и болезнь отступает.

Терапия exa-cel работает иначе. У пациента отбирают гемопоэтические стволовые клетки и с помощью CRISPR-Cas9 редактируют ex vivo (вне организма) ген BCL11A. Этот участок ДНК подавляет синтез внутриутробного гемоглобина (фетального), доставляющего кислород в кровь в первые годы жизни. Если «отключить» BCL11A с помощью «генных ножниц», то фетальный гемоглобин снова начнет вырабатываться и постепенно вытеснит патогенный вариант. Отредактированные клетки переливают обратно в организм.

Первой пациенткой стала 19-летняя девушка с бета-талассемией, нуждавшаяся в ежегодном переливании крови. После генной терапии в течение почти 22 месяцев у нее зафиксировали 32 осложнения, из них два тяжелых.

Как работает геномный редактор CRISPR-Cas9

Второй препарат получила 33-летняя женщина с серповидноклеточной анемией (далее — СКА), также лечившаяся переливаниями крови. Почти за 17 месяцев наблюдений она перенесла более сотни разных осложнений, включая три тяжелых. Однако уровень гемоглобина и другие показатели крови нормализовались, исчезли болевые приступы (вазоокклюзивные кризы). Отчет об испытаниях опубликован в старейшем медицинском журнале The New England Journal of Medicine.

Итоги второй фазы клинических испытаний представлены в июне прошлого года на конгрессе европейских гематологов. В них участвовали 44 пациента с бета-талассемией и 31 человек со СКА. Все прошли однократное переливание крови, отредактированной препаратом exa-cel.

В первой группе 95 процентам участников больше не требовалось традиционное лечение, остальные резко снизили его объем. У двоих возникли серьезные осложнения, которые удалось вылечить. Пациенты второй группы полностью избавилась от вазоокклюзивных кризов. При этом у всех уровень фетального гемоглобина возрос на 40 процентов.

Кому предназначено новое лекарство

В конце октября эксперты Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США начали экспертизу результатов испытаний препарата exa-cel для терапии серповидноклеточной анемии. Производители лекарства — CRISPR Therapeutics и Vertex Pharmaceuticals (Бостон, США).

Эта патология проявляется с раннего возраста, ее причина — нарушение синтеза гемоглобина.

«Заболевание обусловлено точечной мутацией в бета-глобиновом гене, что приводит к изменению свойств гемоглобина. Он становится гелеобразным, из-за чего форма эритроцита меняется на серповидную. Это приводит к нарушению микроциркуляции крови, снижению связывающей способности гемоглобина по отношению к кислороду», — поясняет врач-гематолог, научный сотрудник отделения орфанных заболеваний НМИЦ гематологии Минздрава России Нина Цветаева.

Пациенты страдают от повторяющихся болевых кризов — легочных, костных, печеночных, сосудистых, инфекционных. В их отсутствие люди, как правило, не нуждаются в терапии, добавляет специалист.

«Очень важна профилактика кризов. Необходимо избегать чрезмерной физической нагрузки, обезвоживания, подъема на высоту более 1500 метров, вредных привычек, а также близкородственных браков. Радикальный метод лечения — трансплантация гемопоэтических стволовых клеток, которую целесообразно проводить в молодом возрасте до появления серьезных осложнений», — рассказывает Цветаева.

По ее словам, болезнь распространена в регионах, подверженных малярии. В России она крайне редка. В НМИЦ гематологии за последние 20 лет по результатам молекулярно-генетической диагностики выявили лишь 17 случаев.

«Девять человек прошли лечение в связи с кризами, среди них всего один россиянин», — приводит статистику гематолог.

В США примерно 100 тысяч человек страдают от серповидноклеточной анемии. В подавляющем большинстве это люди, чьи предки вышли из Экваториальной Африки. Патология также распространена среди жителей испаноговорящих регионов Южной и Центральной Америки, Карибского бассейна, в Саудовской Аравии, Индии, Турции, Греции и Италии. В мире носителей гена аномального гемоглобина — четыре-пять миллионов.

Мутация, вызывающая серповидноклеточную анемию

Отдаленные последствия

Одобрят ли новую генную терапию, станет ясно в начале декабря.

«Ключевое условие для принятия решения — безопасность препарата. Но информации об этом недостаточно», — приводит Nature слова эксперта Марка Уолтерса, педиатра из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Одно из опасений — ошибки при сшивании цепочек ДНК, разрезанных редактором CRISPR-Cas9. В геноме есть встроенный механизм репарации, но иногда он дает сбои. Кроме того, редактор может случайно разрезать похожий участок ДНК, что, в свою очередь, способно привести к онкологии или другим тяжелым заболеваниям. Производители препарата утверждают, что риск такой ошибки нулевой, но это требует доказательств.

Дело в том, что геномы афроамериканцев недостаточно полно представлены в базах данных, по которым проводили поиск, чтобы выявить потенциально схожие участки ДНК. Кроме того, экспертов беспокоит малое число пациентов, участвовавших в клинических испытаниях, а также недостаточное разнообразие клеточных линий, подвергшихся эксперименту.

Основания для сомнений есть. У двоих пациентов с серповидноклеточной анемией, получивших генную терапию на основе вирусного вектора, развился рак крови. Исследование показало, что причина не в вирусе, а в отредактированных стволовых клетках крови.

Ученые планируют наблюдать за людьми, получившими лекарство на основе CRISPR-Cas9, еще 15 лет, чтобы отследить отдаленные последствия. А пока — если препарат одобрят — пациентов будут информировать о возможных рисках.