Тана Прасонгсин / Getty Images
Ключевые выводы
- Существует только одно одобренное FDA лекарство от серповидно-клеточной анемии, но для него требуется родной донор.
- Используя технологию CRISPR-CAS9, исследователям удалось выявить генетический переключатель, который отключал производство фетальной формы гемоглобина.
- CRISPR-CAS9 позволил пациентам с серповидно-клеточной анемией и бета-талассемией быть собственными донорами для трансплантации костного мозга. Это может сделать лечение более доступным.
Редактирование генов перевернуло многие области науки, от создания продуктов питания без пестицидов до попыток вернуть шерстистого мамонта. Используя технологию CRISPR-CAS9, обычно называемую CRISPR, ученые сейчас пытаются исправить генетические ошибки, вызывающие заболевания.
Январское исследование, опубликованное вМедицинский журнал Новой Англииобнаружили, что CRISPR может создать новые методы лечения заболеваний крови, таких как серповидно-клеточная анемия.
Пациенты с диагнозом серповидно-клеточная анемия имеют мутацию в гене гемоглобина - богатого железом белка в красных кровяных тельцах. Мутация приводит к появлению аномальных С-образных клеток крови, которые с трудом переносят кислород в другие части тела. Его твердые и липкие свойства также закупоривают кровоток, что увеличивает риск инфекций.
Серповидно-клеточная анемия - это наследственное заболевание крови, которым страдают около 100000 американцев в год, сообщает Verywell Алексис А. Томпсон, доктор медицинских наук, бывший президент Американского общества гематологии и детский гематолог из Медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета. Хотя Томпсон, который не участвовал в исследовании, говорит, что дети кажутся относительно нормальными при рождении, только в возрасте от 6 до 12 месяцев у детей начинают развиваться проблемы.
«В более молодой возрастной группе пациенты с болью, сильной лихорадкой или инфекцией нуждаются в госпитализации, получают очень сильные лекарства и пропускают школу», - говорит Томпсон. «По мере того, как они переходят во взрослую жизнь, у них возникают проблемы с окончанием образования, университетом, или сохраняя работу ». Используя CRISPR, исследователи пытаются изменить некоторые из этих результатов.
Что это значит для вас
Серповидно-клеточная анемия передается ребенку, когда у обоих родителей есть серповидно-клеточная анемия. Если вы не уверены в своем статусе носителя, необходимо пройти обследование у медицинского работника. Если у вас серповидноклеточная анемия, в будущем вам могут быть доступны новые методы лечения с использованием технологии CRISPR.
Генетическая стратегия возобновляет производство гемоглобина
В исследовании участвовал один пациент с серповидно-клеточной анемией и один пациент с бета-талассемией, заболеванием крови, которое снижает выработку гемоглобина.
Обоим пациентам потребовались стволовые клетки крови, но в исследовании стремились использовать их клетки, а не клетки братьев и сестер. Когда у пациента были взяты стволовые клетки крови, исследователи использовали CRISPR, который действует как молекулярные ножницы, и молекулу РНК с одним направителем, CAS9, чтобы найти конкретный ген, называемый BCL11A.
В этом исследовании ученые вырезали BCL11A, потому что он действует как генетический переключатель, который выключает ген, производящий фетальную форму гемоглобина. Включив его снова, ученые возобновили производство гемоглобина плода, который заменил отсутствующий или дефектный гемоглобин в красных кровяных тельцах обоих пациентов. Любые оставшиеся больные клетки были удалены с помощью химиотерапии.
Уровни гемоглобина оставались стабильными через несколько месяцев после лечения
Через шесть и 12 месяцев после процедуры обоим пациентам сделали аспирацию костного мозга, чтобы измерить количество эритроцитов в их костном образце.
Первым пациентом была 19-летняя женщина с диагнозом бета-талассемия. Через четыре месяца после ее последней трансплантации костного мозга с использованием генетически отредактированных стволовых клеток уровень гемоглобина стабилизировался и оставался стабильным при ее последнем контрольном визите. Хотя первоначально у нее были серьезные побочные эффекты от лечения (пневмония и заболевание печени), они исчезли через несколько недель.
Вторым пациентом была 33-летняя женщина с серповидно-клеточной анемией. Через пятнадцать месяцев после процедуры уровень гемоглобина плода повысился с 9,1% до 43,2%. Уровень ее мутировавшего гемоглобина из-за серповидно-клеточной анемии снизился с 74,1% до 52,3%. Хотя она испытала три серьезных побочных эффекта (сепсис, желчекаменная болезнь и боль в животе), лечение разрешилось.
Одним из основных преимуществ этого подхода по сравнению с традиционными формами лечения этих заболеваний крови является использование клеток пациента без необходимости в доноре.
«Клетками одного и того же пациента можно манипулировать и их можно трансплантировать без риска отторжения или возникновения иммунных реакций со стороны донора (болезнь« трансплантат против хозяина »)», - сказал Дамиано Ронделли, доктор медицины, профессор гематологии Университета Майкла Риза. из Иллинойса в Чикагском медицинском колледже, говорится в заявлении.
После публикации исследователи расширили свою работу еще на восемь пациентов - шесть с бета-талассемией и три с серповидно-клеточной анемией. Их текущие результаты согласуются с результатами первых двух пациентов в исследовании.
Современное лечение серповидно-клеточной анемии
В настоящее время одобренное FDA лечение серповидноклеточной анемии - это трансплантация костного мозга. Однако для этой процедуры требуется, чтобы у пациента был брат или сестра, ткань которого полностью совпадает с их тканями.
Томпсон говорит, что основная проблема лечения заключается в том, что у каждого четвертого брата и сестры разные ткани. Даже если трансплантация костного мозга имеет место, у процедуры также есть серьезные побочные эффекты, включая отказ трансплантата, болезнь трансплантат против хозяина и смерть.
Если трансплантаты костного мозга не рассматриваются, альтернативным лечением является трансплантация идентичных гаплоидов. «Гаплоидно-идентичные трансплантаты добились успеха, когда тип ткани частично совпадает, но трансплантация выполняется совсем другим способом, чтобы добиться приживления ваших осложнений», - говорит Томпсон. Однако она говорит, что только меньшая часть пациентов подходит для этого лечения.
Из-за ограничений и ограничений для серповидноклеточной анемии, Томпсон говорит, что была некоторая дискуссия о том, чтобы пациенты выступали в качестве собственных доноров. В этом текущем исследовании авторы рассматривают редактирование генов как потенциальный путь для этого типа лечения.
Как генетическое лечение может помочь
Серповидноклеточная анемия может унаследовать любой человек, но особенно часто она встречается у:
- Лица африканского происхождения, в том числе афроамериканцы
- Латиноамериканцы из Центральной и Южной Америки
- Люди ближневосточного, азиатского, индийского и средиземноморского происхождения
В США все дети, рожденные в стране, проходят скрининг на серповидно-клеточную анемию, что дает широкие возможности для раннего лечения. Но несколько сценариев затрудняют диагностику каждого случая. Томпсон говорит, что в семьях, иммигрировавших в США, могут быть дети старшего возраста, которые не прошли обследование, а также родители, которые не знают о своем статусе носителя, пока у них не появится ребенок с этим заболеванием.
Несмотря на недостатки скрининговых обследований, промышленно развитые страны улучшили свой прогноз серповидно-клеточной анемии. «Сегодня ребенок, родившийся сегодня в Соединенных Штатах, имеет 95% шанс дожить до взрослой жизни, и то же самое можно сказать о других изобретательных странах, таких как Соединенное Королевство», - говорит Томпсон.
Однако с глобальной точки зрения, по словам Томпсона, страны с низким и средним уровнем доходов могут не предлагать те методы лечения, которые в настоящее время доступны для людей в таких странах, как США.По ее словам, более половины детей с серповидно-клеточной анемией в Африке к югу от Сахары не доживут до пяти лет.
Основываясь на результатах исследования, редактирование генов могло бы сделать лечение серповидно-клеточной анемии более доступным.
«Есть надежда, что это лечение будет доступным и доступным по цене во многих странах с низким и средним уровнем дохода, на Ближнем Востоке, в Африке и Индии, и окажет важное влияние на жизнь многих людей в этих регионах», - сказал Ронделли. Взаимодействие с другими людьми
