Geenimuokkauksella tehtiin historiaa: hengenvaarallinen verisairaus voidaan nyt ehkä parantaa lopullisesti - Tiede | HS.fi
Tiede|Geenitekniikka

Geenimuokkauksella tehtiin historiaa: hengenvaarallinen verisairaus voidaan nyt ehkä parantaa lopullisesti

Yhdysvaltalaisessa kokeessa kolmen potilaan luuytimien solut saatiin korjattua terveiksi geenisaksiksi sanotulla menetelmällä. Siinä on yhä puutteensa.

Sirppisoluanemiassa verisolut muuttuvat pyöreistä pitkulaisiksi, eivätkä toimi oikein. Elektronimikroskoopin kuva on väritetty.

Julkaistu: 7.7. 2:00, Päivitetty 7.7. 6:30

Yhdysvalloissa on onnistuttu parantamaan kolmelta ihmiseltä hengenvaarallinen verisairaus geenimuokkauksen avulla.

Potilaat kärsivät aiemmin jatkuvista verisuonten tukkeumista ja tarvitsivat kuukausittaisia verensiirtoja pysyäkseen hengissä.

Kokeellisessa hoidossa heidän luuytimiensä kantasoluja muokattiin niin, että ne tuottavat nyt terveitä punasoluja.

Ensin hoidettu koehenkilö on selvinnyt jo 15 kuukautta ilman verensiirtoja. Jos potilaiden tila pysyy vakaana, he ovat käytännössä parantuneet sairaudesta.

Kokeen takana on kaksi lääkeyhtiötä, Crispr Therapeutics ja Vertex. Tutkijat julkistivat alustavia tuloksia veritautitutkijoiden verkkokokouksessa kesäkuussa.

Kaksi hoidetuista sairasti beetatalassemiaa ja yksi sirppisolu­anemiaa. Ne ovat samankaltaisia sairauksia. Niissä veren hemoglobiiniproteiinit eivät muodostu oikein. Sairauksia on pääosin väestöllä, jonka juuret ovat Afrikassa.

Sirppisoluanemiassa punasolut kaareutuvat sirppimäisiksi ja ne takkuuntuvat verisuoniin, jolloin happi ei kulje kunnolla. Taudin vakavinta muotoa sairastavat tarvitsevat kuukausittaisia verensiirtoja. Niiden avulla he voivat elää 40–50-vuotiaiksi.

Yksi potilaista on 34-vuotias kolmen lapsen äiti Victoria Gray. Ennen hoitoa hän joutui käymään jatkuvasti sairaalassa kipujen takia, minkä lisäksi hän sai säännöllisesti uutta verta.

”Kipu oli niin pahaa, että se lamautti”, Gray kertoo uutiskanava NPR:n haastattelussa.

Nyt Gray on selvinnyt yhdeksän kuukautta ilman verensiirtoja ja elää täysin normaalia elämää. Hänen luuytimensä muokatut kantasolut näyttävät toimivan oikein ja tuottavat niin sanottua sikiöhemoglobiinia.

Verisolukoe oli tauolla pan­demian takia, mutta jatkuu. Mukana on 90 potilasta. Heistä puolet sairastaa beta­talassemiaa ja puolet sirppi­soluanemia.

Kantasolubiologian dosentti, perinnöllisyyslääkäri Kirmo Wartiovaara pitää hoitoa loistavana saavutuksena.

Hän kuitenkin huomauttaa, ettei tästä ole hoidoksi kaikille sirppisoluanemiasta kärsiville vielä pitkään aikaan. Hoito maksaa miljoonia ja siinä on riskejä

”Nämä ensimmäiset kokeilut ovat niin kalliita, että vain rikkaimmat maat tai rikkaimmat vakuutusyhtiöt pystyisivät ne kustantamaan. Se on todellakin eliittilääketiedettä”, Wartiovaara sanoo. Nyt hoitoa kehittävä lääkeyritys maksaa viulut.

Wartiovaaran ryhmä tutkii Helsingin yliopistossa vastaavanlaista verisolujen muokkausta.

”Teemme täysin samaa, mutta hieman eri kohtaan geeniperimässä. Yritämme samalla tavalla saada sikiöhemoglobiinia nousemaan verisoluissa, ja se näyttää onnistuvan.”

Mitä kokeessa tehtiin? Hoito perustuu crispr-cas9 -geenitekniikkaan.

Sillä voidaan tarkasti muokata yksittäisten geenien toimintaa. Viallinen geeni voidaan kopauttaa pois toiminnasta tai leikata ja liimata sen tilalle pätkä haluttua dna:ta.

Geenejä muokkaava aine ohjelmoidaan laboratoriossa ja siirretään soluun. Muokkaus perustuu pätkään ohjaavaa rna-molekyyliä, jonka avulla leikkuri löytää oikean kohdan solun dna:sta.

Sitten bakteerilta peräisin oleva entsyymi saksii dna:n kaksoiskierteen auki. Leikkurin rna toimii mallina, kuin reikäkorttina, jonka avulla solu korjaa leikatun dna:n halutuksi.

Ihmisen elimistössä verta tuottavat luuytimen kantasolut. Potilailta otettiin näitä kanta­soluja, muokattiin niitä, ja ruiskutettiin takaisin luuytimeen.

Tutkijat eivät suoraan korjanneet sitä geeniä, jonka takia hemoglobiini ei muodostu oikein.

Siinä oli se riski, että solut ryhtyvät tuottamaan normaalia aikuisten hemoglobiinia, jollaista näiden potilaiden elimistössä ei ole koskaan muodostunut. Se olisi näin ollen ollut vieras proteiini, jota elimistö olisi voinut hylkiä.

Sen sijaan tutkijat muokkasivat toista kohtaa kantasolujen dna:sta niin, että solut tuottavatkin nyt sikiöiden hemoglobiinia, jonka tuotanto normaalisti loppuu ihmisen syntymän aikoihin.

”He poistivat pienen palan dna:sta, minkä seurauksena solut ikään kuin kuvittelevat olevansa sikiössä. Geenivirhe saa olla siellä, sillä ei ole enää väliä”, Wartiovaara sanoo.

Elimistö ei hylji näitä muokattuja soluja, sillä ne ovat samanlaisia kuin potilaan oma elimistö on aikoinaan äidin kohdussa tuottanut. Kun muutos on nyt tehty, kantasolujen pitäisi toimia normaalisti läpi elämän.

Luuytimen kantasolusiirtoja on toki tehty jo kymmeniä vuosia esimerkiksi sirppisoluanemian hoitamiseksi.

Niissä kantasolujen luovuttajan täytyy kuitenkin olla lähisukulainen, eikä kaikille potilaille löydy luovuttajaa. Crispr-tekniikalla voidaan nyt korjata suoraan henkilön omaa elimistöä.

Hoidossa on riskinsä. Crispr-leikkurin tiedetään joskus tekevän vahingollisia muutoksia dna:han­. Ne voivat johtaa syövän kehittymiseen. Riski on pieni, mutta pitää ottaa huomioon.

”Pitää punnita, otatko 0,1 prosentin riskin sairastua syöpään, mutta vältät sadan prosentin riskin, että kuolet tautiin 45-vuo­tiaana. Aika moni varmasti hyväksyisi riskin. Mutta esimerkiksi sairaan viisivuotiaan lapsen äidille kysymys voi olla mutkikkaampi”, Wartiovaara pohtii.

Ihmisalkioilla tehdyissä kokeissa havaittiin aivan äskettäin, että muokatuista soluista saattoi kadota kokonainen kromosomi, kun tarkoitus oli korjata vain yhtä geeniä. Testimielessä muokatusta 18 alkiosta viidesosaan tuli hallitsemattomia muutoksia. Crispr saattoi leikata pois tuhansia emäspareja, kertoo Nature-tiedelehden uutinen.

Crispr-muokkausta käytetään nyt jo useissa ihmiskokeissa ympäri maailmaa. Kiinassa on yritetty hoitaa syöpää sen avulla.

Kiinalaistutkijat muokkasivat potilaiden immuunisoluja niin, että ne hyökkäisivät ärhäkämmin kasvainten kimppuun. Ne eivät saa olla liian ärhäköitä, etteivät ne vahingoita tervettä kudosta.

Koe ei parantanut potilaiden syöpää lopullisesti. Se osoitti ainakin, että tekniikka vaikuttaa turvalliselta ja sitä voidaan kehittää eteenpäin, arvioi artikkeli Science-tiedelehdessä.

Yhdysvalloissa puolestaan yritetään parantaa sokeuteen johtavaa perinnöllistä silmäsairautta. Tässä kokeessa tutkijat ohjelmoivat viruksia kantamaan geenivirheen korjaavaa crispr-mekanismia ja ruiskuttavat näitä viruksia silmään.

Virukset hakeutuvat soluihin ja muokkaavat vialliset geenit kuntoon. Näkökyvyn rappeutuminen pysähtyy tai ainakin hidastuu merkittävästi Nature-tiedelehden artikkelin mukaan.

Aikuisen elimistön muokkauksessa on rajansa.

Luuytimen solujen kaltaisia kantasoluja on sinänsä helppo muokata, kun ne elimistöön siirrettynä tuottavat jatkossa lisää terveitä soluja.

Suuri osa elintemme ja kehomme soluista eivät kuitenkaan enää aikuisena uusiudu. Ne täytyy korjata yksitellen, ja se on tehtävä virusten avulla.

Koska vaikkapa sydämessä on soluja valtavasti, täytyy geenivirheiden korjaukseen ruiskuttaa miljoonia viruksia, jotta saataisiin edes osa soluista korjattua. Miljoonat virukset täytyy valmistaa laboratoriossa, eikä ihmisen elimistö välttämättä kestä tällaista viruslastia, vaikkei kyse olekaan tartuttavista viruksista.

”Hoitavan geenin saaminen joka ikiseen soluun on hankala pullonkaula”, Wartiovaara sanoo.

”Veri on poikkeus, koska sitä on niin helppo kasvattaa. Ei tarvitse olla kovinkaan monta kantasolua, muutamalla kymmenellä tuhannella päästään jo aika pitkälle. Näin on varsinkin, jos riittää, että osa henkilön soluista on terveitä. Isossa ruiskussa luuydinnäytettä niitä on jo viisi miljoonaa.”

Geenimuokattujen kaksosten tekijöiltä julkaistiin käsikirjoituksen katkelmia, arvostelijoiden mukaan keskeinen ongelma lakaistiin maton alle

Tutkijat kehittivät mullistavan tavan huiputtaa dna:ta: ”Suuri harppaus perimän muokkauksen maailmassa”

Tutkijat yrittävät parantaa sokeuden muokkaamalla silmän geenejä

Ihmisalkioiden geenimuokkaus sai vihreää valoa Britanniassa – lapsilta voitaisiin tulevaisuudessa räätälöidä pois sairauksia aiheuttavia geenejä

Luitko jo nämä?

Luetuimmat - Auto & Tiede