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Die zentralen Thesen
- Es gibt nur eine von der FDA zugelassene Behandlung für Sichelzellenerkrankungen, für die jedoch ein Geschwisterspender erforderlich ist.
- Mithilfe der CRISPR-CAS9-Technologie gelang es den Forschern, einen genetischen Schalter zu finden, der die Produktion einer fetalen Form von Hämoglobin abschaltete.
- Mit CRISPR-CAS9 konnten Patienten mit Sichelzellenerkrankungen und Beta-Thalassämie ihre eigenen Spender für Knochenmarktransplantationen sein. Dies hat das Potenzial, Behandlungen allgemeiner zugänglich zu machen.
Die Gen-Bearbeitung hat viele Bereiche der Wissenschaft auf den Kopf gestellt, von der Herstellung pestizidfreier Lebensmittel bis zum Versuch, das wollige Mammut zurückzubringen. Mithilfe einer Technologie namens CRISPR-CAS9, die allgemein als CRISPR bezeichnet wird, versuchen Wissenschaftler nun, genetische Fehler zu beheben, die Krankheiten verursachen.
Eine Januar-Studie veröffentlicht inDas New England Journal of Medicinegefunden CRISPR könnte neue Behandlungen für die Heilung von Bluterkrankungen wie Sichelzellenerkrankungen schmieden.
Patienten, bei denen Sichelzellenerkrankungen diagnostiziert wurden, weisen eine Mutation in einem Gen für Hämoglobin auf - einem eisenreichen Protein in roten Blutkörperchen. Die Mutation verursacht abnormal C-förmige Blutzellen, die nur schwer Sauerstoff in andere Körperteile transportieren können. Ihre harte und klebrige Eigenschaft verstopft auch den Blutfluss, was das Infektionsrisiko erhöht.
Die Sichelzellenkrankheit ist eine angeborene Bluterkrankung, von der jährlich etwa 100.000 Amerikaner betroffen sind, sagt Dr. med. Alexis A. Thompson, MPH, ehemaliger Präsident der American Society of Hematology und pädiatrischer Hämatologe an der Feinberg School of Medicine der Northwestern University. Während Thompson, der nicht an der Studie beteiligt war, sagt, dass Kinder bei der Geburt relativ normal erscheinen, entwickeln Kinder erst im Alter von 6 bis 12 Monaten Probleme.
"In der jüngeren Altersgruppe müssen Patienten mit Schmerzen, schwerem Fieber oder Infektionen ins Krankenhaus eingeliefert werden, erhalten sehr starke Medikamente und müssen die Schule verpassen", sagt Thompson. oder einen Job behalten. “ Mit CRISPR versuchen Forscher, einige dieser Ergebnisse zu ändern.
Was dies für Sie bedeutet
Sichelzellenkrankheit wird an ein Kind weitergegeben, wenn beide Elternteile das Sichelzellenmerkmal haben. Wenn Sie sich über Ihren Carrier-Status nicht sicher sind, müssen Sie sich unbedingt von einem medizinischen Fachpersonal untersuchen lassen. Wenn Sie an Sichelzellenerkrankungen leiden, stehen Ihnen möglicherweise in Zukunft neue Behandlungen mit CRISPR-Technologie zur Verfügung.
Genetische Strategie startet die Hämoglobinproduktion neu
Die Studie verfolgte einen Patienten mit Sichelzellenkrankheit und einen Patienten mit Beta-Thalassämie, einer Bluterkrankung, die die Produktion von Hämoglobin reduziert.
Beide Patienten benötigten Blutstammzellen, aber in der Studie wurde versucht, ihre Zellen anstelle von Zellen eines Geschwisters zu verwenden. Als dem Patienten Blutstammzellen entnommen wurden, verwendeten die Forscher CRISPR, das als molekulare Schere fungiert, und ein Single-Guide-RNA-Molekül, CAS9, um ein spezifisches Gen namens BCL11A zu lokalisieren.
In dieser Studie schneiden die Forscher BCL11A, weil es wie ein genetischer Schalter wirkt, der das Gen ausschaltet, das eine fötale Form von Hämoglobin produziert. Durch erneutes Einschalten reaktivierten die Wissenschaftler die Produktion von fötalem Hämoglobin, das fehlendes oder defektes Hämoglobin in den roten Blutkörperchen beider Patienten ersetzte. Verbleibende erkrankte Zellen wurden mittels Chemotherapie eliminiert.
Die Hämoglobinspiegel blieben Monate nach der Behandlung stabil
Sechs und 12 Monate nach dem Eingriff wurden beide Patienten einer Knochenmarkaspiration unterzogen, um die Anzahl der in ihrer Knochenprobe vorhandenen roten Blutkörperchen zu messen.
Die erste Patientin war eine 19-jährige Frau, bei der Beta-Thalassämie diagnostiziert wurde. Vier Monate nach ihrer letzten Knochenmarktransplantation mit den geneditierten Stammzellen stabilisierten sich ihre Hämoglobinspiegel und blieben bei ihrem letzten Kontrollbesuch stabil. Obwohl sie anfangs schwerwiegende Nebenwirkungen der Behandlung hatte (Lungenentzündung und Lebererkrankung), verschwanden diese nach einigen Wochen.
Die zweite Patientin war eine 33-jährige Frau mit Sichelzellenkrankheit. Fünfzehn Monate nach dem Eingriff stieg ihr fetaler Hämoglobinspiegel von 9,1% auf 43,2%. Ihr mutierter Hämoglobinspiegel aufgrund von Sichelzellenerkrankungen verringerte sich von 74,1% auf 52,3%. Während sie drei schwere Nebenwirkungen hatte (Sepsis, Cholelithiasis und Bauchschmerzen), wurden sie mit der Behandlung behoben.
Einer der Hauptvorteile dieses Ansatzes im Vergleich zu herkömmlichen Formen der Behandlung dieser Bluterkrankungen ist die Verwendung von Patientenzellen ohne Spender.
"Zellen desselben Patienten können manipuliert und transplantiert werden, ohne dass das Risiko einer Abstoßung oder einer Immunreaktion des Spenders (Transplantat-gegen-Wirt-Krankheit) besteht", so Dr. Damiano Rondelli, Michael Reese-Professor für Hämatologie an der Universität von Illinois am Chicago College of Medicine, sagte in einer Erklärung.
Seit der Veröffentlichung haben Forscher ihre Arbeit auf acht weitere Patienten ausgedehnt - sechs mit Beta-Thalassämie und drei mit Sichelzellenerkrankungen. Ihre aktuellen Ergebnisse stimmen mit den ersten beiden Patienten in der Studie überein.
Aktuelle Behandlung für Sichelzellenerkrankungen
Die derzeitige von der FDA zugelassene Behandlung für Sichelzellenerkrankungen ist eine Knochenmarktransplantation. Dieses Verfahren erfordert jedoch, dass der Patient ein Geschwister hat, dessen Gewebe perfekt zu seinem passt.
Laut Thompson besteht eine große Herausforderung bei der Behandlung darin, dass jedes vierte Geschwister nicht den gleichen Gewebetyp hat. Selbst wenn die Knochenmarktransplantation stattfindet, gibt es auch schwerwiegende Nebenwirkungen des Verfahrens, einschließlich Transplantatversagen, Transplantat-gegen-Wirt-Krankheit und Tod.
Wenn Knochenmarktransplantationen nicht im Bilde sind, ist eine alternative Behandlung eine haploide identische Transplantation. "Es gab einen Erfolg mit haploiden identischen Transplantationen, bei denen der Gewebetyp teilweise übereinstimmt, die Transplantation jedoch auf eine ganz andere Weise durchgeführt wird, um eine Transplantation mit Ihren Komplikationen zu erreichen", sagt Thompson. Sie sagt jedoch, dass nur eine Minderheit der Patienten für diese Behandlung qualifiziert ist.
Aufgrund der Einschränkungen und Einschränkungen für Sichelzellenerkrankungen gab es laut Thompson einige Diskussionen darüber, ob Patienten als eigene Spender fungieren sollen. In dieser aktuellen Studie betrachten die Autoren die Geneditierung als einen möglichen Weg für diese Art der Behandlung.
Wie genetische Behandlungen helfen können
Jeder kann Sichelzellenkrankheiten erben, aber es ist besonders häufig bei:
- Menschen afrikanischer Herkunft, einschließlich Afroamerikaner
- Hispanic-Amerikaner aus Mittel- und Südamerika
- Menschen mit nahöstlicher, asiatischer, indischer und mediterraner Abstammung
In den USA werden alle im Land geborenen Kinder auf Sichelzellenerkrankungen untersucht, was ausreichend Gelegenheit für eine frühzeitige Behandlung bietet. In mehreren Szenarien ist es jedoch schwierig, jeden Fall zu diagnostizieren. Laut Thompson haben Familien, die in die USA eingewandert sind, möglicherweise ältere Kinder, die nicht zusammen mit Eltern untersucht wurden, die sich ihres Trägerstatus nicht bewusst sind, bis sie ein Kind haben, das an dieser Krankheit leidet.
Trotz der Mängel bei Screenings haben die Industrieländer ihre Prognose für Sichelzellenerkrankungen verbessert. "Heute hat ein heute in den USA geborenes Kind eine 95% ige Überlebenschance bis ins Erwachsenenalter, und das gilt auch für andere einfallsreiche Länder wie das Vereinigte Königreich", sagt Thompson.
Aus globaler Sicht sagt Thompson jedoch, dass Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen möglicherweise nicht die gleichen Behandlungen anbieten, die derzeit für Menschen in Ländern wie den USA verfügbar sind.Sie sagt, dass mehr als die Hälfte der Kinder mit Sichelzellenerkrankungen in Afrika südlich der Sahara nicht länger als ihren fünften Geburtstag leben wird.
Basierend auf den Studienergebnissen könnte die Geneditierung dazu beitragen, dass Behandlungen für Sichelzellenerkrankungen allgemeiner zugänglich werden.
"Die Hoffnung ist, dass diese Behandlung in vielen Ländern mit niedrigem mittlerem Einkommen, im Nahen Osten, in Afrika und in Indien zugänglich und erschwinglich ist und einen wichtigen Einfluss auf das Leben vieler Menschen in diesen Gebieten hat", sagte Rondelli. .
