Návrat genové terapie

Genová terapie odstartovala v roce 1990, kdy americký tým vedený Williamem Frenchem Andersonem korigoval mutaci genu pro adenosindeaminázu (ADA) v buňkách kostní dřeně čtyřleté Ashanti da Silvaové. Dívka, která trpěla v důsledku mutace genu ADA těžkou kombinovanou primární imunodeficiencí, se po transplantaci buněk kostní dřeně s korigovanou mutací uzdravila. Vzhledem k tomu, že byla současně léčena podáváním proteinu ADA, bylo velmi obtížné posoudit, jak velký vliv měla genová terapie na zlepšení jejího zdravotního stavu. Andersenův počin byl přesto pro rozvoj genové terapie klíčovým stimulem.  

V dějinách genové terapie se umíralo

Anderson využil pro léčbu gama-retrovir upravený metodami genového inženýrství na retrovirový vektor. V následujících letech vkládali lékaři velké naděje do adenovirových vektorů. Jejich první verze měly zachovánu významnou část adenovirového geonomu, což bylo zdrojem některých závažných komplikací.

Adenovirové vektory vyvolávaly silné reakce imunitního systému. Nejznámější je případ osmnáctiletého mladíka Jesseho Gelsingera, jenž se v roce 1999 podrobil jako dobrovolník testu bezpečnosti adenovirového vektoru určeného pro léčbu dědičné deficience ornitin transkarbamylázy (OTC), při níž je narušena detoxikace amoniaku v játrech. Gelsinger byl osmnáctý dobrovolník, který test podstoupil.

Byl jediný, u něhož došlo k prudké reakci na adenovirový vektor, a navzdory velkému úsilí lékařů zemřel. Příčiny Gelsingerova kolapsu jsou dodnes nejasné. Zřejmě už dříve prodělal infekci podobným adenovirem a jeho imunitní systém pak reagoval příliš razantně. Pochybili i lékaři. Chlapec, který sám trpěl deficiencí OTC, měl před testem zvýšené hladiny amoniaku v krvi a zřejmě neměl být do testu zařazen.

„Nechali jsme se strhnout jednoduchostí koncepce genové léčby. Zdálo se, že stačí jen dodat potřebný gen,“ vzpomínal vedoucí tragického experimentu James Wilson v rozhovoru pro časopis Scientific American. „Kdybych tenkrát věděl to, co vím o genové terapii dnes, nikdy bych se do těch testů nepustil.“  

Gelsingerova smrt znamenala pro slibně se rozvíjející genovou terapii těžkou ránu. Pomoci jí měly úspěchy francouzského týmu Alaina Fischera, který provedl úspěšnou genovou terapii u chlapců trpících těžkou kombinovanou primární imunodeficiencí vázanou na chromosom X. Tito tzv. bublinoví hoši měli poškozen gen pro interleukin 2. Fischer použil k přenosu nenarušeného genu do buněk kostní dřeně retrovirový vektor. Gen se u několika pacientů zabudoval do blízkosti genu Lmo2 a retrovirové sekvence gen aktivovaly. Výsledkem aktivace genu Lmo2 byla leukémie u několika pacientů. Jeden chlapec na leukémii zemřel. Léčba „bublinových dětí“ byla v roce 2003 zastavena. Opětovně se rozběhla až v roce 2005 po přijetí nových bezpečnějších protokolů.  

Lentivirový  vektor a adrenoleukodystrofie

Genová terapie prošla za dvě desetiletí existence strmými vzestupy i střemhlavými pády. Ke světlým okamžikům historie tohoto medicínského oboru by měl patřit úspěch mezinárodního týmu genetiků a lékařů vedených Patrickem Aubourgem z pařížského výzkumného centra INSERM. Jejich studie otištěná prestižním vědeckým týdeníkem Science referuje o prvním úspěšném využití lentivirového vektoru vytvořeného z viru HIV pro genovou terapii. Lentivirové vektory mají hned několik výhod. Nejsou tak imunogenní jako adenoviry a na rozdíl od gama-retrovirů vnášejí dědičnou informaci i do buněk, které se nemnoží.

Aubourg a jeho spolupracovníci vnesli pomocí lentivirového vektoru nenarušený gen ABCD1 do CD34⁺ buněk izolovaných z kostní dřeně dvou pacientů s počátečními symptomy dětské formy cerebrální adrenoleukodystrofie. Po myeoloablativní radioterapii se oba pacienti podrobili transfuzi CD34⁺ buněk s korigovaným genem ABCD1. Krvetvorba se u nich obnovila do dvou týdnů po infuzi a 15 % nově vznikajících buněk neslo nenarušený gen ABCD1, což je sice poměrně málo, přesto byl pozorován výrazný léčebný efekt. Gen ABCD1 byl funkční a docházelo k jeho expresi. U obou pacientů výrazně poklesla koncentrace mastných kyselin s dlouhým řetězcem v krvi, a co bylo ještě mnohem důležitější, došlo k výraznému zpomalení demyelinizace v mozku. Progrese onemocnění se výrazně zpomalila, což svědčí o skutečnosti, že se buňky vzniklé z CD34⁺ buněk s korigovaným genem ABCD1 podílejí na tvorbě mikroglií v mozku a přispívají k lepší funkci oligodendrocytů.

„Je to skutečný průlom,“ ohodnotil výsledky Aubourgova týmu odborník na genovou terapii Mark Kay z kalifornské Stanford University v rozhovoru pro vědecký týdeník Nature.

Po tragických zkušenostech ze studie Alaina Fischera, jenž se podílel i na léčbě obou hochů s adrenoleukodystrofií, je věnována velká péče kontrole krvetvorby pacientů. Vědci zatím nepozorují, že by se některé klony CD34⁺ buněk množily rychlejším tempem a signalizovaly tak nástup leukémie.

„Leukémie je to nejhorší, co by mohlo naše pacienty postihnout,“ přiznal Patrick Aubourg v rozhovoru pro vědecký týdeník Nature. „Pacienty však i po třech letech stále sledujeme a zatím jsme s jejich zdravotním stavem celkem spokojeni.“

S adrenoleukodystrofií se rodí jedno z 50 000 až 120 000 dětí. Gen ABCD1 se vyskytuje na pohlavním chromosomu X a adrenoleukodystrofie vyvolaná jeho mutací je vázána na pohlaví. Heterozygotní ženy jsou přenašečky a onemocní obvykle jen jejich synové. U čtvrtiny přenašeček se přesto mohou projevit mírnější formy adrenoleukodystrofie. Záleží na tom, v jak velkém podílu buněk byl v těle žen při náhodné inaktivaci chromosomu X vyřazen z činnosti nenarušený gen ABCD1.

Projevy adrenoleukodystrofie u mužů se liší. Dětská cerebrální forma nastupuje mezi 4. až 8. rokem života, kdy se projevuje hyperaktivitou, náhlým zhoršením školního prospěchu, slábnutím sluchu a zraku. K počátečním projevům onemocnění patří i epileptoidní křeče. Do dvou let dochází k demenci a paralýze s poruchou dýchání a polykání. Adolescentní forma se projevuje obvykle mezi 10. a 20. rokem života a je méně progresivní. Adultní forma nastupuje až po 20. roce života a projevuje se obvykle progresivní paraparézou v důsledku degenerace spinální míchy a postižení bílé hmoty CNS. Častou komplikací adrenoleukodystrofie je Addisonova choroba. Nejčastější léčba tohoto dědičného onemocnění využívá transplantace kostní dřeně zdravého dárce.

Zdá se, že lentivirové  vektory by mohly být pro genovou terapii dlouho vyhlíženým blýskáním na lepší časy, což je dobrá zpráva nejen pro pacienty s dědičnými chorobami. Genová terapie slibuje léčbu i mnohem běžnějších nemocí, jako jsou například nádorová a kardiovaskulární onemocnění či neurodegenerativní choroby.  

Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc.