Bezpečnější genové terapie na obzoru

Roku 1990 podstoupila čtyřletá Ashanti DeSilva jako první na světě genovou terapii. Dnes lékaři testují využití genové terapie k léčbě tisíců pacientů trpících nejrůznějšími nemocemi, jako jsou cystická fibróza, Alzheimerova choroba, hemofilie či aids. Většinou požadovanou DNA doručují virovými částicemi. Po kontaktu s cílovou buňkou na ni virus nasedne, jeho DNA pronikne dovnitř a na základě sekvence virové DNA pak buňka tvoří cílový protein.

Že to zní jednoduše? Ano, ale zatím lékař nemůže ovlivnit, kam přesně se virová DNA zabuduje. Některá se zabudovává na víceméně náhodně zvolená místa (retroviry), jiná se do jaderné DNA zabudovat neumí, a tím má terapie jen dočasný účinek (adenoviry). Náhodné zabudování virové DNA způsobuje obrovské problémy. Virová DNA totiž v sobě obsahuje signál (promotor) vedoucí k velmi intenzivnímu přepisu do RNA, a poté do proteinu. Signál bývá tak silný, že ovlivňuje i geny v okolí zabudované virové DNA. Pokud se tedy DNA zabuduje poblíž některého z četných protoonkogenů, může podnítit vzrůst jeho aktivity, a tím změnit normální buňku v buňku nádorovou. U některých pacientů následkem pokusné léčby skutečně propukla leukemie. Co s tím?

Nejlépe najít způsob jak vložit virovou DNA na předem známé místo v jaderné DNA. Ten spočívá v pečlivém výběru používaných virů a jejich následné modifikaci. Některé viry se totiž integrují spíše do blízkosti protoonkogenů, jiné volí místa integrace zdánlivě náhodně. Pro své začlenění do genomu používají sekvence dlouhých koncových repetic (LTR). Schopnost virů iniciovat nádory prudce klesne, pokud jim sekvence LTR vhodně zaměníme (J. Clin. Invest. 119, 964–975, 2009).

Použitý virus lze dále obměňovat, např. vnést nukleázu s motivem zinkového prstu (viz Vesmír 75, 210, 1996/4). Nukleázy jsou enzymy štěpící DNA, motiv zinkového prstu je úsek proteinu, který obsahuje pravidelně rozmístěné aminokyseliny cystein a histidin koordinované k zinku. Každý motiv zinkového prstu rozeznává úsek tří párů bází DNA. Zinkových prstů si můžeme v laboratoři seřadit i několik za sebou. Při vhodném seřazení dostaneme protein, který se váže na přesné a jinde se neopakující místo v DNA. Tak je možné doručit na požadované místo třeba právě nukleázu. Navázaná nukleáza rozstřihne genomovou DNA a na takové místo lze doplnit požadovaný nový úsek DNA, tedy provést samotnou genovou terapii (Nat. Biotechnol. 25, 1298–1306, 2007).

Opět je problém s aktivací genů nacházejících se kolem nově vneseného úseku. Existují ale viry, které při své integraci nikdy nezpůsobují zhoubné bujení (integrují se do míst, kde k nežádoucí aktivaci protoonkogenů nedochází). Pokud zinkové prsty své nukleázy naaranžujeme tak, aby si vybraly stejný úsek DNA jako neškodné viry, máme zřejmě vyhráno. Z pokusů vyplývá, že takto provedená genová terapie nevede k vzniku zhoubného bujení, je tedy bezpečná. Uvidíme, zda se této nové formě genové terapie podaří projít všemi fázemi klinických zkoušek.