Matične ćelije mišića omogućavaju našim mišićima da se vežbanjem grade i obnavljaju tokom života. Ali, ako određeni geni mišića mutiraju, događa se suprotno. Kod pacijenata koji pate od mišićne distrofije, skeletni mišić već počinje da slabi u detinjstvu i, odjednom, ta deca više nisu u stanju da trče, sviraju klavir ili se penju stepenicama, a često su zavisna od invalidskih kolica do 15. godine. Trenutno ne postoji terapija za ovo stanje, ali su naučnici uspeli da pokažu da je bolesne mišićne ćelije moguće zameniti zdravim.
Roditelji bili zdravi i nisu imali pojma da poseduju mutirani gen
– Sada smo u mogućnosti da pristupimo genskim mutacijama ovih pacijenata koristeći CRISPR-Cas9 tehnologiju. Mi brinemo o više od 2.000 pacijenata u ambulanti Charite za poremećaje mišića i brzo smo prepoznali potencijal nove tehnologije – objašnjava profesor Simone Spuler, šef Myology Lab at the Experimental and Clinical Research Center (ECRC). Istraživači su odmah započeli rad sa nekim pogođenim porodicama i sada su svoje rezultate predstavili u časopisu JCI Insight. U porodicama koje su naučnici nadgledali, roditelji su bili zdravi i nisu imali pojma da poseduju mutirani gen, a sva deca su nasledila kopiju mutacije bolesti od oba roditelja.
Oko 50 bolesti spada pod mišićnu distrofiju
Termin „mišićna distrofija“ koristi se za nekih 50 različitih bolesti. Sve bolesti idu istim tokom, ali se razlikuju zbog mutacije različitih gena, objašnjavaju stručnjaci, i podsećaju da čak i unutar gena, različita mesta mogu da mutiraju. Nakon genomske analize svih pacijenata, istraživači su izabrali jednu porodicu zbog njihovog posebnog oblika bolesti – mišićna distrofija ekstremnog pojasa 2-D / R3 je relativno česta, brzo napreduje i ima odgovarajuće mesto pristajanja za „genetske makaze“, blizu mutacije na DNK.
Za ovu studiju, istraživači su uzeli uzorak mišićnog tkiva od desetogodišnjeg pacijenta, izolovali su matične ćelije, pomnožili ih in vitro i koristili uređivanje baze, kako bi zamenili osnovni par na mutiranom mestu. Zatim su ubrizgali uređene matične ćelije u mišiće, koji mogu da tolerišu strane ljudske ćelije.
– Ovim smo prvi put uspeli da pokažemo da je bolesne mišićne ćelije moguće zameniti zdravim – naglasio je Spuler.
Uređivanje baze – sofisticirana tehnika
Uređivanje baze je novija i visoko sofisticirana varijanta alata za uređivanje gena CRISPR-Cas9. Dok u „klasičnoj“ metodi ove molekularne makaze presecaju obe niti DNK, Cas enzimi, koji se koriste za uređivanje baze, samo odrežu rezidualnu glukozu sa određene baze i prikače drugu.
– Ovaj alat deluje više poput pinceta, nego makaze, i savršen je za izvođenje ciljanih tačkastih mutacija u genu. To je takođe mnogo sigurnija metoda, jer su neželjene promene izuzetno retke. U genetski popravljenim matičnim ćelijama mišića nismo bili svedoci bilo kakvog pogrešnog uređivanja u neželjenim regionima genoma – objašnjava dr Helena Escobar, molekularni biolog, vodeći autor studije, koja je razvila tehniku za mišiće ćelije.
Nema „popravke“ za atrofirane mišiće
Terapija autolognim ćelijama, koja podrazumeva uklanjanje sopstvenih matičnih ćelija pacijenta, njihovo uređivanje izvan tela, a zatim ubrizgavanje nazad u mišić, ipak neće omogućiti obolelima, koji su već vezani za invalidska kolica – da ponovo hodaju.
– Ne možemo popraviti mišiće koji su već atrofirali i zamenjeni vezivnim tkivom. A broj ćelija koje se mogu uređivati in vitro je takođe ograničen. Međutim, studija pruža prvi dokaz da je oblik terapije možda moguć i za grupu prethodno neizlečivih bolesti, a mogao bi se koristiti i za popravljanje malih defekata mišića, poput onih u fleksoru prsta – naglašava Spuler.
Korak bliže leku
Sledeća prekretnica biće pronalazak načina za ubrizgavanje osnovnog leka direktno u pacijenta. Kad uđe u telo, kratko vreme bi „plivao“ okolo, uređivalo sve matične ćelije mišića, a zatim se brzo ponovo razgradi.
– Tim želi da uskoro započne prva ispitivanja na modelu miša. Ako ovo uspe, novorođenčad bi mogla da se testira na odgovarajuće genske mutacije u budućnosti i kurativna terapija bi mogla da se započne u vreme kada bi trebalo urediti srazmerno malo ćelija – ističe Spuler.
Kako bi izgledala in vivo terapija mišićne distrofije?
Pa, kako bi konkretno mogla da izgleda in vivo terapija mišićne distrofije? To je nešto što naučnici veće neko vreme testiraju na životinjama, koristeći virusne vektore. Međutim, Helena Escobar objašnjava da je zato što ovi vektori predugo ostaju u telu, rizik od pogrešnog uređivanja i toksičnih efekata previsok.
– Alternativa bi bila da molekuli mRNK, jer mRNK se vrlo brzo razgrađuje u telu, tako da terapeutski enzimi mogu ostati u aktivnom stanju samo kratko vreme. Terapija bi takođe mogla da se ponovi, ako je potrebno – stiče dr Escobar. Ova vrsta terapije značila bi da, za razliku od terapije autolognim ćelijama, ne treba svakog pacijenta tretirati pojedinačno. Za svaki oblik mišićne terapije jedan „alat“ bio bi dovoljan da izleči atrofiju mišića pre nego što je uopšte došlo do veće štete. Ali, za sada je to još daleko, kažu stručnjaci.
