Gen redaktəsi dövrü rəsmən başladı – tibbdə yeni dövr

Son vaxtlar ABŞ və Birləşmiş Krallıqda exagamglogene autotemcel (exa-cel [Casgevy, Vertex Pharmaceuticals/CRISPR Therapeutics]) adlı müalicənin oraq hüceyrə xəstəliyi (OHH) və transfuziyadan asılı β-talassemiya üçün təsdiqlənməsi tibbdə gen redaktəsinin yeni dövrünün başlanğıcını göstərir.

Cəmi bir neçə ildə laboratoriyadan klinik praktikaya 

Bu mühüm irəliləyiş bakterial immun sistemi olan müntəzəm aralıqlı qruplaşmış qısa palindromik təkrarlar (CRISPR) – Cas9-un proqramlaşdırıla bilən gen redaktəsi nukleazasına çevrilməsini təsvir edən ilk elmi hesabatın dərcindən cəmi bir qədər artıq müddət sonra və məqalənin iki baş müəllifi Jennifer Doudna və Emmanuel Charpentier-in kimya üzrə Nobel mükafatını bölüşməsindən cəmi 3 il sonra baş verib. Genetik tibbdəki bu sürətli dönüş laboratoriya tədqiqatlarının klinik praktikaya tez inteqrasiya edilməsi və həmin klinik təcrübələrin yeni tədqiqatları qidalandırması sayəsində akademik tibbin daim irəliləməsini təmin edən dinamik prosesdir. Lakin exa-cel xəstəliklə əlaqəli genetik mutasiyaları birbaşa redaktə edən və bərpa edən vəd olunmuş müalicələr dalğasının ilki olsa da, dünyada OHH olan milyonlarla insan arasında hətta ən ağır xəstələrin bu potensial sağaldıcı müalicəyə çıxışını təmin etmək üçün hələ də mühüm çətinliklər aradan qaldırılmalıdır.

Linus Pauling: "İlk molekulyar xəstəlik"

1949-cu ildə Linus Pauling normal hemoqlobinlə oraq hüceyrə xəstəliyi ilə əlaqəli hemoqlobin arasındakı fərqi ətraflı izah etdiyi məqalədə oraq hüceyrəli anemiyanı "ilk molekulyar xəstəlik" adlandırıb. Artıq bilirik ki, OHH-nin ən geniş yayılmış növü yetkin hemoqlobində (HbS) altıncı mövqedə bir amin turşusunun dəyişməsinə (qlutamin turşusu əvəzinə valin) səbəb olan tək nöqtə mutasiyasından (GAG-dan GTG-yə) qaynaqlanır. Bu vəziyyəti daşıyan şəxslərdə qırmızı qan hüceyrələrinin forması dəyişir; bu da toxumalara yetərli oksigen getməməsinə, şiddətli ağrılara və oksigen çatışmazlığına səbəb olur. OHH daşıyıcılarında bu ağrı böhranları adətən körpələrdə təxminən 6 aylıqda, fetal dövrdə oksigeni daha yaxşı daşıyan hemoqlobinin (HbF) yerini yetkinlərdə olan hemoqlobinə (HbS) verməsi ilə başlayır.

Bir mutasiya, fərqli nəticələr

3 milyard baza cütündən ibarət insan genomunda tək bir nöqtə mutasiyasının hər iki valideyndən alınması OHH-yə səbəb olmaq üçün yetərlidir. Lakin həkimlər uzun müddətdir xəstəliyin ağırlığında böyük fərqlər müşahidə edirlər və bu da genomun digər bölgələrindəki mutasiyaların OHH-ni dəyişdirdiyini düşündürür. Xüsusilə OHH-də ağrı böhranlarını və xəstəliklə bağlı sağlamlıq problemlərini azaldan nadir vəziyyət — fetal hemoqlobinin irsi davamlılığı (HPFH) — mövcuddur. Bu vəziyyət fetal hemoqlobin səviyyələrini yüksək saxlayır. Müşahidə alimlərə və həkimlərə belə fikir verib: qırmızı qan hüceyrələri yenidən fetal hemoqlobin istehsalına yönəldilərsə, HPFH-nin faydalarını təqlid etmək və OHH əlamətlərini böyük ölçüdə yüngülləşdirmək olar.

Exa-cel, CRISPR-Cas9-un ilk addım səsləri

Bakterial adaptiv immunitetin marağa əsaslanan araşdırmaları CRISPR-Cas9-un kəşfinə yol açdığı kimi, exa-cel-in gen redaktəsində uğuru da qlobin geninin tənzimlənməsinə dair fundamental tədqiqatlara əsaslanır. Son iyirmi ildə Boston Uşaq Xəstəxanası və Harvard Tibb Məktəbində Orkin və həmkarları çoxsaylı əməkdaşlıqlarla qlobin keçidinin əsas molekulyar mexanizmlərini ortaya çıxarıb və hazırda exa-cel kimi təsdiqlənmiş CRISPR-Cas9 gen redaktəsinin genomik hədəfini müəyyənləşdiriblər.

HbF-nin yenidən aktivləşdirilməsi üçün molekulyar hədəfin kəşfi müasir genomikaya, xüsusilə HbF səviyyələrini müəyyən edən genetik variantların xromosom yerlərinin xəritələnməsi üçün genom üzrə assosiasiya tədqiqatlarının tətbiqinə əsaslanır.

Elmi detektivlik uğuru olaraq Thein, Cao, Orkin və həmkarları HbF səviyyələrinin yüksək və OHH ağrı böhranı göstəricilərinin aşağı olması ilə əlaqəli BCL11A geni ətrafında maraq doğuran genomik bölgə müəyyənləşdiriblər. Sankaran və Orkin-in sonrakı molekulyar tədqiqatları BCL11A-nın yetkin qırmızı qan hüceyrələrində gen transkripsiyasını susduran basqılayıcı zülal olduğunu qəti şəkildə ortaya qoyub. Potensial müalicənin sübutu kimi Orkin qrupu OHH-nin siçan modelində BCL11A-nın silinməsinin patoloji hemolitik anemiyanı normallaşdırdığını, qırmızı qan hüceyrələrinin sayını və hemoqlobin səviyyələrini bərpa etdiyini və hüceyrələrin oraqlaşmasını aradan qaldırdığını göstərib. Daha sonra Bauer və Orkin qrupları CRISPR-Cas9 vasitəsilə BCL11A-nın transkripsiya nəzarət bölgələrində geniş mutasiyalar yaradaraq HPFH-ni təqlid etmək və beləliklə HbF ekspressiyasını bərpa etmək üçün CRISPR-Cas9 ilə hədəflənəcək dəqiq yerləri müəyyənləşdiriblər.

CRISPR Therapeutics və Vertex Pharmaceuticals şirkətlərinin izlədiyi strategiya bu tədqiqatların müəyyən etdiyi hədəfdən — BCL11A ekspressiyasını idarə edən eritroid-spesifik gücləndiricidən — istifadə edib. 2021-ci ildə OHH olan bir xəstə və transfuziyadan asılı β-talassemiyalı bir xəstənin klinik məlumatları bildirilib və fərziyyə təsdiqlənib: BCL11A ekspressiyasını söndürmək üçün CRISPR-Cas9 redaktəsi HbF ekspressiyasını artırıb, OHH xəstəsində ağrı böhranlarını, β-talassemiya xəstəsində isə transfuziya asılılığını aradan qaldırıb. Sonrakı 2 ildə müalicə olunan 30 OHH xəstəsindən 29-u ən azı 12 ay vazo-oklüziv böhransız qalıb. Eyni şəkildə, Locatelli və həmkarlarının indi Journal-da bildirdiyi kimi, 35 β-talassemiya xəstəsindən 32-sində transfuziya müstəqilliyi əldə olunub. Bu təsirli nəticələr hər iki vəziyyət üçün exa-cel-in tənzimləyici təsdiqini əsaslandırıb. Hədəfdənkənar redaktənin təhlili rahatladıcı olub, lakin gen redaktəsi prosedurlarının təhlükəsizliyini təmin etmək və bu müalicənin OHH-nin yaratdığı çoxsaylı orqan zədələnmələrinin qarşısını alıb-almadığını müəyyənləşdirmək üçün uzunmüddətli izləmə tədqiqatları lazımdır.

Təfərrüatlarda gizli qalanlar

Bu uğur qeyd olunmalı hadisə olsa da, çətinliklər davam edir. Exa-cel autoloji sümük iliyi transplantasiyası çərçivəsində gen redaktəsi tələb edir; buna kök hüceyrələrin toplanması, ex vivo gen köçürülməsi və ABŞ-dakı bütün xəstəxanaların idarə edə bilməyəcəyi xüsusi intensiv terapiya səviyyəsində transplantasiya proseduru daxildir.

Milyonlarla insanın OHH olduğu Saharaaltı Afrika da daxil olmaqla resursları məhdud bölgələrdə transplantasiya mərkəzləri azdır. Bundan əlavə, exa-cel son dərəcə bahadır və qiyməti hər müalicə üçün 2,2 milyon dollar müəyyən edilib. Bir dəfəlik müalicə funksional sağalma təmin edə bilsə də, sonsuzluq riski daşıması onun geniş qəbuluna əlavə maneə yaradır. 2023-cü ilin martında keçirilmiş Üçüncü Beynəlxalq İnsan Genomunun Redaktəsi Sammitinin təşkilat komitəsinin bəyanatı bu potensial sağaldıcı genetik müalicələrə bərabər çıxışın təmin edilməsinin zəruriliyini və müalicəni hamı üçün əlçatan etmə yanaşmaları üzrə davam edən tədqiqatları vurğulayıb.

Dərmanların geniş miqyasda tətbiqi gen müalicələrindən daha asandır. Yaxın vaxtlarda təsdiqlənmiş voxelotor (Oxbryta, Pfizer) birləşməsi OHH üçün oraqlaşmaəleyhinə müalicə kimi təsdiqlənib, lakin sağaldıcı müalicə deyil. HbF ekspressiyasını yarada bilən həb hazırlanması yüksək prioritet daşıyır. CRISPR-əsaslı gen redaktəsində əlavə yeniliklərə HbS mutasiyasını yenidən yaza bilən baza redaktəsi və praym redaktəsi kimi texnikalar daxildir. Praym redaktəsi mutasiyalı bazanı sağlam insanların daşıdığı baza ilə əvəz edə bilər.

Bərabər və əlçatan gələcək

Nəhayət, daha əlçatan və xərc baxımından səmərəli müalicə üsulu autoloji ilik toplanmasına, laboratoriyada gen redaktəsinə və sümük iliyi transplantasiyasına ehtiyacı aradan qaldıra bilər. Əvəzində hədəflənən kök hüceyrələrin gen redaktəsi CRISPR texnologiyasını ehtiva edən çox kiçik gen bərpa maşınları ilə birbaşa venadaxili və ya əzələdaxili inyeksiyalarla aparıla bilər. Peyvəndə bənzər, birdəfəlik sadə müalicə genetik tibbin ən böyük hədəflərindən biridir və bu, qlobal sağlamlıqda bərabərliyi artıracaq. Texnologiyadakı sürətli irəliləyiş və son uğurlar nəzərə alındıqda bu gen redaktəsi üsullarının laboratoriyadan klinik praktikaya keçəcəyinə və sonda hamı üçün əlçatan müalicəyə çevriləcəyinə inanıram.

Gen redaktəsi alternativləri də artır

Exa-cel gen redaktəsinə əsaslanan ilk təsdiqlənmiş dərman kimi müalicə almaq imkanı olan xəstələrə dərin təsir göstərəcək. Exa-cel hazırda mövcud olan çoxsaylı potensial sağaldıcı müalicələrdən yalnız biridir. HLA-uyğun bacı-qardaşdan sümük iliyi transplantasiyası standart qayğı olaraq qaldığı halda, haploidentik donorlardan istifadə edən yeni transplantasiya protokolları təsirli nəticələr göstərir. β-qlobinin lentivirus vektoru ilə əvəzlənməsi (lovotibeglogene autotemcel [Lyfgenia, Bluebird Bio]) exa-cel ilə eyni gündə təsdiqlənib. Bu müalicələr arasında seçim etmək çətin olacaq, çünki ən təhlükəsiz və ən effektiv yanaşma hələ tam müəyyənləşdirilməyib. Həm fundamental, həm də klinik translasyon tədqiqatlarının çətin işi davam etməlidir.

Gen redaktəsi üsullarının venadaxili və ya əzələdaxili inyeksiyalarla bədənə effektiv çatdırılması gen redaktəsini hamı üçün bərabər və əlçatan müalicə seçiminə çevirməyi hədəfləyir. Cure Sickle Cell Initiative tərəfindən 2018-ci ildə başladılmış və Bill və Melinda Gates Fondu tərəfindən birgə maliyyələşdirilmiş təşəbbüs olan bu hədəf NEJM jurnalında dərc edilmiş redaksiya məqaləsində McCune və Kiem tərəfindən prioritet kimi müəyyənləşdirilib. Sümük iliyi kök hüceyrələrini hədəfləyən praym redaktəsinin venadaxili inyeksiya ilə tətbiq imkanları OHH-nin siçan modelində sübut edilib. Lakin klinik tədqiqatlara keçməzdən əvvəl bu üsul daha da təkmilləşdirilməlidir. Texnoloji yeniliklərin sürəti və son uğurların verdiyi təkan nəzərə alındıqda gen redaktəsi texnikalarının bədənə effektiv çatdırılmasının laboratoriyadan klinik praktikaya keçidinin qaçılmaz olduğunu və bunun gen redaktəsini bərabər və əlçatan müalicəyə çevirəcəyini düşünürəm.