Geeniterapia harvinaissairauksien hoidossa

 DNA

Genetiikan peruskäsitteet

Kaikkien tunnettujen elävien organismien kehittymiseen, kasvuun, toimintaan ja lisääntymiseen tarvittavat ohjeet on koodattu DNA:han. DNA koostuu kemiallisista yksiköistä, joita kutsutaan emäspareiksi. DNA:n sisältämät geenit koostuvat tietyn emäsjärjestyksen jaksoista ja koodaavat ohjeet tietyn proteiinin valmistamiseksi. Ihmisen perimä koostuu noin 23 000 geenistä, jotka ovat pakattuina kromosomeihin. [1,2]

tuma - kromosomi - DNA

Mikä aikaansaa geneettisen eli perinnöllisen sairauden?

Ihmisen geenit muodostuvat emäspareista koostuvasta DNA:sta ja sisältävät suunnitelman elimistömme kaikkien solujen toiminnasta [2]. Vaikka vain yksi näistä emäspareista olisi muuntunut, seurauksena voi olla geneettiseen sairauteen johtava muutos solun toiminnassa [3]. Geenivirhe voi periytyä jälkipolville tai tapahtua spontaanisti. Monet geneettiset sairaudet voivat aikaansaada vaikean kehitysvamman ja lyhentää merkittävästi elinajanodotetta [4]. Perinnölliset sairaudet ovat merkittävä lapsikuolleisuuden ja kehitysvammojen syy [5]. Tästä syystä monia geeniterapioita kehitetään annettavaksi lapsuusiässä toimintakyvyn parantamiseksi ja eliniän pidentämiseksi [4].

geneettinen muutos

Harvinaiset geneettiset sairaudet ja hoidon tarve

Euroopan unionin alueella harvinaissairaudeksi luokitellaan sairaus, joka koskettaa harvempaa kuin 1 henkilöä 2 000:sta [6]. Vaikka yksittäinen sairaus on harvinainen, yhdessä kaikkien harvinaissairauksien esiintyvyys on samaa luokkaa tai suurempi kuin niin sanottujen kansantautien, kuten esimerkiksi diabeteksen esiintyvyys väestössä. Maailmassa arvioidaan olevan 7 000 harvinaista sairautta, ja niistä 80 % on geneettisiä, eli ne johtuvat perimän muutoksesta.[7,8] Geneettiset sairaudet vaikuttavat kaiken ikäisiin ja kaikkiin etnisiin ryhmiin. Harvinaisista sairauksista 95 prosenttiin ei ole olemassa viranomaisen hyväksymää hoitoa. [8]

Geeniterapiaan perustuvat hoidot ovat uraauurtavia ja tarjoavat mahdollisuuksia monien sellaisten harvinaisten sairauksien hoitoon, joihin ei ole aiemmin ollut tehokasta hoitoa. Harvinaissairauksissa on meneillään useita geeniterapiatutkimusohjelmia useilla eri terapia-alueilla. Geeniterapian tavoitteena on normalisoida kudosten tai solujen toimintaa ja hidastaa taudin etenemistä, mikä voi auttaa hallitsemaan tautia ilman jatkuvaa lääkehoitoa [9,10]. Geeniterapiaan liittyy paljon mahdollisuuksia, mutta myös haasteita. 

Mitä geeniterapia on?

Geenitasolla vaikuttavia hoitostrategioita ovat geeninsiirto, geeninmuokkaus ja geeninsäätely. Geeninsiirrossa toimiva geeni viedään potilaaseen virusperäisen kuljettimen eli vektorin avulla [11]. Geeninsiirto voidaan toteuttaa viemällä geeni kuljettimen avulla suoraan potilaaseen, tyypillisesti nestetiputuksessa laskimoon, tai siirtämällä toimiva geeni potilaasta eristettyihin soluihin elatusmaljassa ja palauttamalla toimivan geenin sisältävät solut takaisin potilaan elimistöön. Geeninmuokkauksessa potilaan DNA:ta muutetaan pysyvästi korjaamalla geenivirhe tai muokkaamalla geeniä muulla tavoin [12]. Geeninmuokkauksen hyödyntäminen potilaille on vielä kehitysvaiheessa. Geeninsäätelyssä taas geenin ilmentymistä muokataan ilman, että vaikutetaan geneettiseen koodiin [13]. Näistä esimerkkinä ovat oligonukleotidilääkkeet, joissa viallisen geenin toiminta korjataan vaikuttamalla sen ilmentymiseen eli luentaan proteiiniksi [14,15].
Nykyiset geeniterapiat kohdistuvat somaattisiin soluihin, eli muihin kuin sukusoluihin [16]. Tämä tarkoittaa sitä, että siirtogeeni ei siirry seuraaville sukupolville. Vaikutukset rajoittuvat hoidettuun potilaaseen. [17].

Kenelle geeniterapia soveltuu?

Geeniterapia on lupaava hoitomuoto, mutta kaikille geeniterapian kohderyhmässä oleville potilaille se ei sovellu. Hoitopäätöstä tehtäessä arvioidaan aina perusteellisesti mm. taudin vakavuus, olemassa olevien hoitovaihtoehtojen käytettävyys, mahdollinen vasta-aineiden muodostus geeniterapian kuljetinta kohtaan sekä potilas ja tämän toiveet.[10]

geeniterapia
 

Tutustu myös: 


Lähteet:

1. https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Deoxyribonucleic-Acid-Fact-Sheet. Accessed October 2020.
2. https://medlineplus.gov/genetics/understanding/basics/gene/. Accessed October 2020.
3. Clancy S. Nature Education 2008;1:187.
4. Kumar et al. Mol Ther Methods Clin Dev. 2016 May 25;3:16034.
5. Blencowe H. J Commun Genet 2018;9:397–406. 
6. Sardella M, Belcher G. Ther Adv Drug Saf 2018; 9:631–8.
7. Faulker et al. Global Genes and Child Neurology Foundation. Sept 2020.  
8. RARE facts. Global Genes website. https://globalgenes.org/rare-facts. Accessed November 2020.  
9. Roberts SA, et al. J Genet Syndr Gene Ther. 2011;1:S1-S006. doi: 10.4172/2157-7412.S1-006.
10. Genetics Home Reference (GHR). How does gene therapy work? https://ghr.nlm.nih.gov/primer/therapy/procedures. Jul 16, 2019. Accessed November 20, 2020.
11. High et al. N Engl J Med. 2019 Aug 1;381(5):455-464  
12. Yin, H et al. Nat Rev Drug Discov 16, 387–399 (2017). 
13. Chen Z, et al. Annu Rev Biomed Eng. 2017 Jun 21;19:195-219. 
14. Wittrup et al. Nat Rev Genet. 2015;16(9):543-552;
15. Tambuyzer E ym. Therapies for rare diseases: therapeutic modalities, progress and challenges ahead. Nat. Rev. Drug Res. 2020;19: 93–111.
16. Wirth T, et al. Gene 2013;525:162–9.
17. Naso MF, et al. BioDrugs. 2017; 31(4): 317–334.