Polacy na tropie leku na ultrarzadką chorobę dzieci

Polacy pracują nad stworzeniem przełomowej terapii dla ultrarzadkiej choroby spowodowanej mutacją w genie PUS3. Naukowcy podejrzewają, że mutacja ta ma polskie korzenie – pojawiła się wieki temu u wspólnego przodka żyjącego w naszej części Europy, prawdopodobnie na terenach dzisiejszego Śląska.

Przełomowa terapia genowa

.Terapia genowa dla dzieci z chorobą spowodowaną mutacją w PUS3 powstaje dzięki zaangażowaniu polskich naukowców oraz fundacji pacjenckiej PUS3 Foundation, która zbiera środki na finansowanie badań – czytamy w informacji prasowej.

Obecnie na świecie zdiagnozowano 12 osób z mutacją w genie PUS3, który odpowiada za produkcję enzymu – syntazy pseudourydyny 3. Aż połowa z nich to polskie dzieci, a co najmniej trzech pozostałych pacjentów ma udokumentowanych polskich przodków. Dlatego naukowcy podejrzewają wystąpienie tzw. efektu założyciela (ang. founder effect). Oznacza to, że ta konkretna mutacja o symbolu c.212A>G (p.Y71C) pojawiła się wieki temu u wspólnego przodka żyjącego w naszej części Europy, prawdopodobnie na terenach dzisiejszego Śląska.

Zgodnie z szacunkami w Polsce dziecko z syndromem PUS3 może rodzić się średnio raz na 1-2 lata. Badacze podejrzewają jednak, że w naszym kraju może żyć więcej pacjentów z tą mutacją, ale postawiono im błędną diagnozę, np. mózgowe porażenie dziecięce lub niedotlenienie okołoporodowe.

Mutacja w PUS3 powstaje w wyniku błędnego zastąpienia w sekwencji genu jednej literki kodu genetycznego – w pozycji nr 212, w którym powinna występować adenina (A), wstawiona zostaje błędnie guanina (G). Ten błąd wystarczy, by zapisany w genie enzym miał wadliwą strukturę, niestabilną termicznie. W temperaturze ludzkiego ciała ulega on szybkiej degradacji, co skutkuje drastycznym spadkiem wydajności biosyntezy białek w komórkach.

Polacy na tropie leku na ultrarzadką chorobę dzieci

.W rezultacie u dziecka rozwija się rzadki zespół licznych wrodzonych wad z ciężką niepełnosprawnością intelektualną, ogólnym opóźnieniem rozwoju, brakiem mowy (afazja), niedoborem wzrostu, małogłowiem, wadami organów wewnętrznych, zezem, rozległymi plamami mongolskimi, tj. sinawymi lub szaroniebieskiemi przebarwieniami skóry. U niektórych pacjentów występuje również padaczka, często lekooporna. Badania obrazowe mózgu mogą wykazać różnorodne nieprawidłowości. Choroba ma charakter neurodegeneracyjny i postępujący.

Jednym z polskich dzieci, które cierpią na ten zespół wad, jest dwuletni Jerzy, syn założyciela PUS3 Foundation Jana Kieszczyńskiego. Chłopiec po przyjściu na świat otrzymał 10 na 10 punktów w skali Apgar. Jednak szybko okazało się, że jego rozwój odbiega od normy. Znacznie obniżone napięcie mięśniowe uniemożliwiało mu poruszanie się i jedzenie pokarmów stałych. Jerzy nie osiągał kamieni milowych rozwoju i nie rozumiał otoczenia. Mozolna praca z fizjoterapeutą była niezbędna do tego, by zaczął wykonywać takie czynności, jak raczkowanie, siadanie, stanie. O tym, że przyczyną zaburzeń rozwoju u syna jest rzadka mutacja w genie PUS3, pan Jan i jego żona dowiedzieli się niedługo po ukończeniu przez Jerzego pierwszego roku życia.

Rozwiązaniem dla dzieci z tym zespołem wad wrodzonych jest terapia genowa. Prace na nią prowadzi prof. Leszek Lisowski, światowej klasy autorytet i pionier terapii genowych. Obecnie kieruje jednostką badawczą w Children’s Medical Research Institute w Sydney (Australia) i współpracuje z Gene2Cure Foundation w USA. Kolejnym badaczem zaangażowanym w prace nad syndromem PUS3 oraz nad innymi chorobami rzadkimi o podłożu genetycznym jest prof. Robert Śmigiel, kierownik Uniwersyteckiego Centrum Chorób Rzadkich we Wrocławiu i założyciel Stowarzyszenia „Wspólnie”, wspierającego rodziny dzieci z rzadkimi chorobami genetycznymi.

Syndrom PUS3 jest uznawany za „modelowego kandydata” do terapii genowej. Gen PUS3 jest wyjątkowo mały, co pozwala na precyzyjne umieszczenie go w bezpiecznym wektorze wirusowym AAV9. Nieszkodliwy dla ludzi wirus z wstawioną poprawną sekwencją genu PUS3 wnika do komórek i zostawia tam instrukcję obsługi, dzięki której organizm sam zaczyna produkować prawidłowy enzym, czytamy w informacji prasowej przesłanej mediom. To nie tylko leczenie objawów, to „naprawianie” systemu operacyjnego organizmu u samego źródła.

Najdroższe leki, jakie istnieją na świecie

.Dotychczasowe badania prowadzone in vitro na komórkach wykazały, że po podaniu prawidłowego genu, metabolizm wraca do normy. To rodzi nadzieję na przywrócenie mózgowi chorych dzieci neuroplastyczności i możliwości rozwoju, w tym mowy i ruchu.

Mimo że polscy naukowcy mają wiedzę i narzędzia, by stworzyć terapię, która uratuje życie dzieciom z syndromem PUS3, na przeszkodzie stoi brak funduszy na badania. Koncernom farmaceutycznym nie opłaca się tworzenie leku dla kilkunastu pacjentów na świecie. Dodatkowo brak jest rozwiązań systemowych, które regulowałyby badania nad lekami sierocymi dla chorób rzadkich.

– Terapie genowe są to najdroższe leki, jakie istnieją na świecie. Leki wchodzące na rynek z firm farmaceutycznych często przekraczają 3 mln dolarów za dawkę. Jedna dawka jest wystarczająca, żeby tę chorobę wyleczyć, ale mówimy o ponad trzech mln dolarów amerykańskich – skomentował cytowany w informacji prasowej prof. Leszek Lisowski. Wyraził nadzieję, że lek, który powstanie dzięki jego badaniom, będzie podawany dzieciom za darmo. – Ale stworzenie samego leku też wymaga dużego nakładu finansowego – podkreślił.

Opracowanie i produkcja tego typu leku to proces niezwykle złożony i kosztowny. Prace nad nim potrwają 3-5 lat, a całkowity koszt projektu, od fazy laboratoryjnej do momentu podania pacjentom, szacuje się aż na 5 milionów euro.

PUS3 Foundation

.Fundusze na ten cel zbiera PUS3 Foundation, która zrzesza rodziców z całego świata posiadających dziecko z tą mutacją. Obecnie trwa wyścig o zebranie 1 miliona euro, aby sfinansować pierwszy etap prac nad terapią genową dla dzieci z syndromem PUS3. Obejmuje on: projektowanie wektora wirusowego, testy na komórkach pobranych od pacjentów, badania na modelach przedklinicznych oraz badania bezpieczeństwa.

– Diagnoza ultrarzadkiej choroby genetycznej to dla rodzica wyrok podwójny. Z jednej strony patrzymy, jak choroba bezwzględnie odbiera naszemu dziecku sprawność fizyczną i intelektualną. Z drugiej strony zderzamy się z realiami medycznego biznesu. Dla firm farmaceutycznych stworzenie leku dla kilkunastu dzieci na świecie jest po prostu nieopłacalne. Usłyszeliśmy, że nic nie da się zrobić – skomentował Kieszczyński, który współpracuje ściśle z polskimi naukowcami i Gene2Cure Foundation oraz pozyskuje środki na stworzenie leku.

Aby możliwe było opłacenie pierwszego etapu badań nad terapią genową, powstała zbiórka pieniędzy online. Jak podkreślił Kieszczyński, ta zbiórka to nie tylko szansa dla Jerzego, ale dla wszystkich dzieci z PUS3, zarówno tych już zdiagnozowanych, jak i tych, które dopiero przyjdą na świat. W jego ocenie polska nauka i społeczna solidarność mogą sfinansować światowy przełom medyczny i udowodnić, że żadne dziecko nie jest „zbyt rzadkie”, by o nie walczyć.

– Te choroby genetyczne, o których mówimy, tak jak PUS3, to są choroby postępujące (…) Im szybciej, tym lepiej (…) Te projekty zajmują dużo czasu i wymagają dużej ilości pieniędzy. Czego chcemy uniknąć, to żeby rozwój tego projektu się zatrzymał w momencie, gdy tych pieniędzy zabraknie i musiał czekać na zbiórkę pieniędzy – zaznaczył prof. Leszek Lisowski. Ostatni dzień lutego jest obchodzony jako Dzień Chorób Rzadkich.

„Najnowsze osiągnięcia inżynierii genetycznej w walce z malarią”

.Według WHO1 malaria zabija ponad 580 000 ludzi rocznie na całym świecie, co stawia ją na pierwszym miejscu wśród najgroźniejszych chorób dotykających człowieka. Malaria może być wywoływana przez różne gatunki pierwotniaka z rodzaju Plasmodium (zarodziec). Leczenie tej groźnej choroby pasożytniczej nie zawsze jest skuteczne, a stosowane farmaceutyki mają wiele skutków ubocznych. U ludzi najczęściej dochodzi do zakażenia wskutek ugryzienia przez komara zainfekowanego zarodźcem ruchliwym (Plasmodium vivax) lub sierpowatym (Plasmodium falciparum). Najcięższa postać choroby, powodująca ciężkie powikłania i często śmiertelna, wywoływana jest przez Plasmodium falciparum i jest przenoszona przez samice komarów z rodzaju Anopheles.

Wlistopadzie 2015 r. naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego opublikowali wyniki badań w prestiżowym czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences, dowodzące, że są oni w stanie stworzyć komary, które nie tylko będą całkowicie odporne na zakażenie zarodźcem wywołującym malarię, ale również mogą przenieść tę cechę na kolejne generacje, bez względu na genotyp osobnika, z którym będą miały potomstwo². Początkowo zaprojektowano komara odpornego na zarodźca, ale owad ten był pozbawiony możliwości szybkiego przekazywania mutacji. System, którego użyto, o nazwie CRISPR-Cas9³, pozwala na bardzo precyzyjne modyfikowanie pojedynczych genów, w tym wymianę, wycinanie czy też dodawanie takich, które normalnie nie występują u danego gatunku. Używa się do tego specjalnego enzymu, endonukleazy Cas9, która może dokonać specyficznych cięć DNA dzięki tracrRNA. Taka cząsteczka kwasu RNA naprowadza enzym na wybrane przez nas miejsce genomu. Metoda jest prosta, tania i niezwykle dokładna w porównaniu z dotychczasowymi technikami inżynierii genetycznej.

.Współpraca pomiędzy różnymi ośrodkami naukowymi pozwoliła na stworzenie muszki owocowej, której zmienione geny rozprzestrzeniały się błyskawicznie u potomstwa kolejnych generacji. Uzyskano to dzięki metodzie transferu genów, powodującej kopiowanie wprowadzonej zmiany na drugi chromosom (homologiczny), co zwiększa prawdopodobieństwo uzyskania odporności u całej populacji prawie w 100%. Wyniki tych badań, które opublikowano w Science⁴, okazały się przełomowe i pozwoliły na zastosowanie podobnych rozwiązań w przypadku komarów. Badacze użyli nowej metody edytowania genów CRISPR-Cas9 połączonej z poziomym transferem genów. Genom komara zmodyfikowano, dodając dwa geny w taki sposób, aby wykazywał on odporność na zakażenie zarodźcem sierpowatym, a dodatkowo dzięki transferowi genów z chromosomu na chromosom i reakcji łańcuchowej mutacja ta mogła szybko rozprzestrzeniać się w populacji, aż do osiągnięcia ok. 99% osobników zmienionych.

PAP/Joanna Morga/MJ