С(Ц)ИЕСТА СО ЖАРКО ДАНИЛОСКИ: Иднината на медицината со CRISPR-технологијата

Околу генетските модификации, особено кога станува збор за генетски модифицираната храна, многу лесно се крева прашина во медиумите. Меѓутоа, кога преку истражувањата со интервенции во гените би се дошло до лек за некои болести од кои луѓето сè уште умираат или кога би се пронашол лек со кој би се ставило крај на кризата со КОВИД-19, веројатно сликата би се сменила и научниците што се занимаваат со тоа би станале некој вид суперѕвезди.

Жарко Данилоски, кој докторирал молекуларна и клеточна биологија, а во моментов е постдокторанд на Универзитетот „Њујорк“, истражува во лабораторијата на професорот Невил Саџана, еден од изумителите на CRISPR-технологијата, која беше откриена во 2012 година, а за која годинава беше доделена Нобеловата награда во областа на биологијата. Тоа е технологија што овозможува „едитирање“ на гените од геномот и Жарко изминатиов период работел токму на откривање на гените „виновни“ за инфицирање на телото со коронавирусот SARS Cov-2. Тој беше гостин на последната С(ц)иеста, каде што во детали го објасни своето истражување.

Во потрага по „слабата алка“ во геномот

Кога во март почна кризата со коронавирусот, Њујорк, градот каде што живее и работи Жарко, се затвори и тој добил известување дека почнува со работа од дома. Тогаш тој на професорот Саџана му предложил да направат CRISPR-скрининг на целиот човечки геном, односно да ги елиминира гените еден по еден за да открие кои гени се потребни за инфекција со новиот коронавирус SARS CoV-2. Вирусот е патоген што зависи од човековата клетка – мора да ја инфицира за да се репродуцира. Односно, вирусот ја користи клетката во своја полза, ја манипулира за од еден вирус да настанат илјадници во таа клетка и потоа ја убива, што му дозволува да истече од неа и да инфицира други клетки. „Мојата идеја беше дека ако успееме да откриеме преку кои гени вирусот ја злоупотребува клетката, можеме да ги блокираме тие гени и на тој начин да пронајдеме третман во борба против вирусот“, објаснува Жарко.

CRISPR-технологијата користи нуклеаза што е како ножички кои можат да се насочат каде било во човековиот геном со помош на РНК

Истражувањето го правеле на клетки од бели дробови и основата била следната: ако се елиминира генот А и ако во тој случај вирусот не може да ја инфицира клетката, тој ген ја зголемува веројатноста за вирусна инфекција. Дополнително, за да се таргетираат гените, тие решаваат да ги таргетираат протеините енкодирани од гените што се предмет на интерес со мали молекуларни инхибитори (лекови) и потоа да мерат дали тие лекови ја блокираат вирусната инфекција. Од триесетина лекови што ги тестирале, седум покажале дека драстично (од сто до илјада пати) ја намалуваат вирусната инфекција споредено со клетки кои не биле изложени на лекот.

Меѓу тестираните лекови бил и „амлодипин“, лек што се користи за регулирање на висок крвен притисок преку таргетирање на калциумовите канали, и за кој преку клинички тестирања се покажало дека го блокира вирусот. Кај пациентите заболени од КОВИД-19, кои биле под третман на „амлодипин“, процентот на интубирани пациенти се намалил, а се намалила и смртноста од вирусот за 50%. Останатите седум лекови не се клинички тестирани. „Еден од нив е 'тамоксифен', кој се користи за третман на рак на дојка. Иако имаше позитивни ефекти од него, сепак групата од 45 пациенти не ни беше доволно голема за да дојдеме до заклучок што е научно значаен“, вели Жарко.

За CRISPR-технологијата и нејзината примена

CRISPR-технологијата користи нуклеаза што е како ножички кои можат да се насочат каде било во човековиот геном со помош на РНК. „За да имаме статистички значајни резултати, секој ген го таргетираме со 6 различни РНК. Значи, секој ген го таргетираме шест пати на шест различни места. Човекот има 20.000 гени во геномот х 6 = 120.000 таргетирања. Таргетираните клетки потоа беа инфицирани со SARS Cov-2, кој доколку успешно ги инфицира клетките ги убива во рок од неколку дена. Но не сите. Има и такви на кои им е отстранет одреден ген и кои преживуваат, што значи тој ген е потребен за инфекција“, ја објаснува Жарко суштината на експериментот.

Со секвенционирање на геномот се гледа дали кај луѓето со тешка клиничка слика има одредени мутации во нивниот геном што ги прави поподложни на КОВИД.

Но, можно ли е ова да се искористи на индивидуално ниво, односно да се прават персонализирани генетски испитувања кои ќе покажат колку секој од нас има генетска подложност на заразата со вирусот? Жарко посочи дека во „New England Journal of Medicine“ има објавено студија каде што е прикажано земање примероци од пациенти кои се асимптоматични на КОВИД, од пациенти со тешка и од пациенти со лесна клиничка слика. Со секвенционирање на геномот се гледа дали кај луѓето со тешка клиничка слика има одредени мутации во нивниот геном што ги прави поподложни на КОВИД. Пронајдено е дека има мутации на локус во хромозомот 3, којшто веројатно регулира еден од шесте гени што се наоѓаат на тој локус во хромозомот и еден од тие шест гени ги прави клетките подложни на инфекција. Меѓутоа, има луѓе што ги немаат тие мутации, а се подложни на вирусот и, како што вели Жарко, повторно може да се зборува само за статистички прогнози од типот на тие на „23 and me“. „Така, на почетокот на кризата се појавија и некои истражувања кои кажуваа дека луѓето со одредена крвна група се поподложни на заразување со вирусот од другите, но излезе дека студијата едноставно била направена на мал број примероци и потоа поновите истражувања ги побија тие резултати“, заклучува тој.

Во лабораторијата каде што работи Жарко со вакви скринизи се занимавале и пред почетокот на кризата. „Но, кога почнавме со работа со SARS CoV-2, при што ја користевме истата технологија, трчавме како да нема друг ден, како да нема ништо друго во животот. Сум работел од 9 наутро до 12 навечер. Ова е затоа што знаеме дека има и други лаборатории што работат на истата проблематика и сакавме да бидеме први“, вели тој и објаснува дека стресот и притисокот биле, па и уште се, големи, затоа што моментално на „BiorXiv“ има 4 слични трудови, сосе нивниот: „Но, доброто е што тие покажуваат дека резултатите се реплицираат, дека критичните гени сме ги пронашле сите и тоа ме радува.“

Иднината на CRISPR-технологијата

Има многу критики за CRISPR-технологијата, бидејќи, како и секоја друга технологија, таа не е совршена. Деновиве во медиумите беше актуелна една нова студија објавена во „New England Journal of Medicine“ за користење на CRISPR за третмани на крвни заболувања, на бета таласемија (beta thalassemia) и срповидно клеточна анемија (sickle cell anemia), каде што има одреден ген што е експресиран и ја предизвикува таа крвна болест. Како што објаснува Жарко, целата терапија се прави ex vivo: се земаат клетки од пациентот и на нив се работи во лабораторија, се таргетира тој ген, се елиминира и потоа преку трансплантација се враќаат клетките кај луѓето со таа болест што води до подобрување на здравствената состојба на пациентите. „CRISPR-технологијата моментално е доста ефикасна за елиминирање на гени, но не и за корекција – доколку имате мутиран ген да го вратите во немутирана, нормална форма. Всушност, тоа е мојот првичен проект на кој работев и кој го прекинав со истражувањето за SARS CoV-2. Меѓутоа, моментално се вратив на него и работиме интензивно за да се создаде подобра CRISPR-технологија, која може да се користи за корекција на генетски болести“, вели Жарко и додава дека идејата е технологијата да може да се користи и за имунотерапија и за корекција на генетски болести.

Доколку нивното истражување се покаже како успешно, би побарале одобрение од Федералното биро за лекови (FDA). Бидејќи се свесни дека станува збор за нова технологија од која сè уште не се знаат долгорочните несакани ефекти, работат на смртоносни болести за кои нема лек. Една од нив е мукополисакаридоза, тип 1, проблем што се јавува при мутација на ген што блокира деградација на аминогликоза и луѓето умираат многу млади. Во овој случај, поголеми се шансите FDA да им даде зелено светло за клиничко теститрање на технологијата. Тестирањата ги прават првин врз човекови клетки, па врз колонија глувци каде што имаат глувчешки модел на болеста за да ги видат ефектите, па потоа би оделе на клиничка студија кога лекот би се тестирал на пациенти. „Моите предвидувања се дека за 5 до 10 години би имале технологија со која дел од генетските болести би можеле да се корегираат, како и да се дојде до унапредување на имунотерапиите за рак со корекција на Т-клетките на пациентите“, завршува Жарко, истакнувајќи дека себеси и својата научна работа во иднина ја гледа токму во ова поле на истражување.