Geenimuokkauksella parannetaan jo verisairautta ja poistetaan HI-virusta

Sairauksien parantamista geenimuokkauksella on tutkittu runsaasti viime vuosikymmeninä, mutta aivan viime aikoina on edetty potilaskokeisiin β-talassemian parantamiseksi ja HI-viruksen poistamiseksi.

Geenimuokkauksen tutkimus keskittyy aluksi vaikeisiin yhden geenivirheen aiheuttamiin sairauksiin, joiden parantamiseksi CRISPR-geenieditointi on tuomassa yhä tarkemman ja edullisemman työkalun.

– Geenimuokkauksen avulla voidaan korjata periaatteessa mitä tahansa kohtaa DNA:ssa, esimerkiksi tauteja aiheuttavia geenivirheitä ja kirjoittaa DNA-koodia uudestaan. Monia yhden geenivirheen aiheuttamia sairauksia ei kuitenkaan ole mahdollista parantaa geenivirheen korjauksella. Näin on esimerkiksi sikiöaikana alkaneissa sairauksissa, joissa on tapahtunut jo paljon vaurioita ennen kuin tauti havaitaan, sanoo perinnöllisyyslääkäri Helena Kääriäinen Terveyden ja hyvinvoinnin laitokselta.

”Hyödyt ilmeiset, haittoja ei vielä tunneta”

Geenimuokkausta on tutkittu vuosikymmeniä, ja menetelmät ovat viimeisten kymmenen vuoden aikana kehittyneet huimasti. Uusimman menetelmän, CRISPR-teknologian, etuina ovat sen edullisuus, nopeus ja helppous.

– Useat tutkijat Suomessa käyttävät näitä työkaluja ja muokkaavat soluja laboratoriossa, mutta niitä ei laiteta ihmiseen ennen kuin ne on osoitettu turvallisiksi. Vanhempien geenimuokkausteknologioiden turvallisuustestit on ehditty jo tehdä, toisin kuin CRISPR-teknologian, jonka turvallisuutta tutkitaan parhaillaan, kertoo HUSissa ja Helsingin yliopistossa työskentelevä perinnöllisyyslääkäri Kirmo Wartiovaara.

Hänen mukaansa geenimuokkauksen haasteina on tulevina vuosina varmistua siitä, että haluttu muutos tapahtuu geenin oikeassa kohdassa ja turvata se, että ihmisen immuunijärjestelmä kestää nämä muokkaukset.

– Näitä asioita ei vielä tiedetä, mutta jatkuvasti tutkitaan. Geenimuokkauksen hyödyt ovat ilmeiset, mutta haittoja ei vielä tunneta, Wartiovaara kertoo.

HI-virus poistettiin sinkkisorminukleaasilla

HI-viruksen poistamista elimistöstä on tutkittu pitkään ja näyttää siltä, että virus on onnistuttu turvallisesti poistamaan kahdelta henkilöltä sinkkisormiproteiineilla, joka edustaa vanhempaa geenimuokkausteknologiaa.

Kiinalaisen He Jiankuin tekemä geenimuokkaus HI-viruksen poistamiseksi syntyviltä kaksosilta tuomittiin epäeettiseksi, koska se tehtiin alkioissa eli ituradan soluissa CRISPR-teknologialla. Kun parannetaan geenivirheen aiheuttamia puhjenneita sairauksia, käytetään luuytimen kantasoluja, joiden DNA-muutokset eivät periydy, toisin kun sukusolujen.

Yhdysvalloissa kahdelta henkilöltä on onnistuttu hävittämään elimistöstä HI-virus käyttämällä sinkkisorminukleaasia, jonka avulla poistetaan HI-viruksen verisoluista reseptorigeeni, proteiini CCR5.

– Sairastuneelle annetaan veren kantasolu, jonne virus ei pääse sisään. Kun se pikkuhiljaa lisääntyy, ei HIV enää pysty monistumaan soluissa, vaan se laimentuu, Kirmo Wartiovaara selventää.

– Alkuvaiheen kokeissa muutama ihminen on päässyt HIV:sta eroon ja jatkossa potilasmäärän lisääntyessä opimme lisää esimerkiksi siitä, missä vaiheessa näitä potilaita kannattaa hoitaa ja kenelle hoito sopii, hän jatkaa.

Hän kertoo, että potilaita pitää seurata kuitenkin vuosia, ennen kuin varmuus hoitojen turvallisuudesta voidaan taata ja mahdolliset sivuvaikutukset todentaa.

Talassemiassa poistetaan geenikirjoitusta

Erilaisia hemoglobiinigeenin perinnöllisiä tautimutaatioita kantaa yli viisi prosenttia ihmisistä WHO:n arvion mukaan. Vaikka ne Suomessa ovat melko harvinaisia, maailmassa on kantajia yli 300 miljoonaa.

Ensimmäiset potilaskokeet aloitettiin elokuussa CRISPR-menetelmällä perinnöllisen verisairauden, β-talassemian parantamiseksi.

– Talassemiaan sairastuneilta poistetaan CRISPR-teknologialla geenikirjoitusta, minkä seurauksena heidän taudistaan tulee huomattavasti lievempi. Vaikean talassemian potilaat tarvitsevat muutoin kolmen viikon välein verensiirron, Kirmo Wartiovaara sanoo.

Näitä potilaskokeita tekee Sveitsissä, Yhdysvalloissa ja Isossa-Britanniassa toimistojaan pitävä CRISPR Therapeutics. Yritys kehittää geenimuokkausteknologiaa β-talassemiaan ja sirppisoluanemiaan, joka on tunnetuin perinnöllinen verisairauksien tautimutaatio. Myös sirppisoluanemiassa geenimuokkauksella tapahtuvat potilaskokeet aloitetaan todennäköisesti hyvin pian.

Hemofiliassa sairastuneelle annetaan puuttuva geeni

Potentiaalia on myös parantaa verenvuototauti hemofilia geeniä muokkaamalla. Tätäkin on tutkittu pitkään vanhemman polven menetelmillä, jossa puuttuva geeni laitetaan elimistöön.

Wartiovaara vertaa geenimuokkausmenetelmien erovaisuuksia keittokirjan reseptien avulla.

– Meillä on jokaisessa solussa 20 000 reseptiä sisältävä keittokirja. Solu lukee erilaisia reseptejä, esimerkiksi aivosolu lukee aivojen reseptejä. Kun reseptissä on virhe, sen voi korjata kirjoittamalla keittokirjaan uuden sivun ja laittamalla sen kirjan väliin tai reseptin voi korjata kuten editoimalla tekstinkäsittelyohjelmaa, poistamalla virheen. Kummallakin tavalla geeniä voi korjata, mutta ilman editoria ei aina voi olla varma, meneekö korjattu resepti oikeaan paikkaan eli lukeeko se elimistössä oikeaa asiaa, hän sanoo.

Hän sanoo, että geenimuokkaus on yksi osa geeniterapiaa.

– Jos geeniä korjatessa uusi resepti ei toimi tai se rikkoo jotakin elimistössä, voidaan tarvita geenimuokkausta, jonka avulla uuden reseptin saa menemään tarkemmin oikeaan kohtaan.

Hemofiliassa geeniä on kirjoitettu uudestaan laittamalla puuttuva geeni elimistöön.

– Hemofilian parantamiseksi on vanhemmalla geenimuokkausmenetelmällä korjattu onnistuneesti geeniä ja voi olla niin, että uutta teknologiaa ei siihen tarvitse edes kehittää, Wartiovaara sanoo.

Immuunipuolustus on mahdollista rakentaa

Kirmo Wartiovaara kertoo, että geenimuokkauksen tutkimukset ovat edenneet pisimmälle veritautien hoitamisessa, koska veri uusiutuu ja kantasolu voidaan muuttaa. Geenimuokkauksella pystytään vaikuttamaan kaikkiin uusiutuviin kudoksiin ja ratkaisuja voi löytyä esimerkiksi autoimmuunitautien parantamiseksi.

– Immuunipuolustus on mahdollista rakentaa esimerkiksi vakavasta autoimmuunisairaudesta kärsivälle lapselle, joka joutuu elämään kuplan sisällä, koska saa helposti infektioita (bubble boy disease), hän kertoo.

Geenimuokkauksen tutkimus etenee myös aineenvaihduntasairauksien hoitamisessa.

– Meidän ei enää tarvitse osata korjata haimaa tai aivolisäkettä, vaan on mahdollista rakentaa puuttuvaa kasvutekijää, esimerkiksi kasvuhormonia, tuottava solu jonnekin muualle elimistöön, Wartiovaara sanoo.

– Myös vaikeista kolesterolitaudeista, esimerkiksi hyperkolesterolemiasta on olemassa monogeenisia yhden geenivirheen aiheuttamia muotoja, joita voidaan ajatella hoidettavan geenimuokkauksella, hän jatkaa.

Ensimmäisiä lääkkeitä ehkä noin 10 vuoden kuluttua

Kirmo Wartiovaara sanoo, että geenimuokkauksella tehtyä lääkettä ei ole vielä olemassa, mutta arviolta 10 vuoden kuluttua ensimmäiset lääkkeet todennäköisesti valmistuisivat. Aluksi ne ovat todella kalliita.

– Mutta monien sairauksien hoito on kallista, esimerkiksi hemofilian hoito maksaa noin 50 000 euroa vuodessa ja vaikeat sairauden muodot voivat maksaa vielä paljon enemmänkin, joten kustannusmielessäkin on paljon potentiaalia, hän sanoo.

Uuteen asiaan liittyy hyvin paljon erilaisia etiikkaan, kustannuksiin ja toimintatapoihin liittyviä näkökohtia ja intohimoja, joista Wartiovaara onkin kirjoittanut blogeissaan. Kansainvälistä ohjeistusta laaditaan myös Maailman terveysjärjestössä.

– Potilaan hoitamisen parhaaksi tulee edetä ja lähteä hoitamaan vaikeimpia sairauksia, Wartiovaara summaa.

kuva: Shutterstock