Genų Terapija

Rimantas Kodžius 1996 m. baigė chemijos studijas Vilniaus universitete, įgijo biochemiko specialybę. Vėliau studijavo garsiuose Austrijos, Vokietijos ir Šveicarijos institutuose, įgijo daktaro laipsnį. R. Kodžius neapsiribojo Europa ir ketverius metus praleido garsiame Japonijos RIKEN institute, kur tyrinėjo molekulinius reguliavimo mechanizmus. Dabar dr. R. Kodžius dirba mokslinį darbą naujame Biopolio institute Singapūre. Jis darbuojasi pas lietuvių kilmės Nobelio premijos laureatą prof. Sydney’ų Brennerį. Tyrinėjimų sritis - molekulinė genetika ir genomas. Šis jaunas 31 metų mokslininkas jau yra dirbęs aštuoniose šalyse, moka penkias kalbas. Malonu, kad jis palaiko glaudžius ryšius su Lietuva, Lietuvoje dirbančiais kolegomis.

Dr. Rimantas Kodžius Biopolio institutas, SingapūrasDaugelis ligų kyla dėl genų defektų (mutacijų) ir gyvenimo būdo. Visi turime tam tikrų, kad ir mažų, genų nukrypimų nuo ‘standarto’. Vieno ‘standarto’ taip pat nėra, nes žmonės gyvena įvairiose geografinėse platumose, o evoliucija yra lėtas, bet pastovus procesas. Žalingi įpročiai (rūkymas, alkoholio ar narkotikų vartojimas), aplinkos tarša skatina pasireikšti tuos nedidelius genų defektus, dėl to išsivysto įvairios alergijos, astma, diabetas ir kitos ligos, nutunkama. Tačiau yra ir paveldimų ligų, kurias sukelia rimtesni genų defektai.

Dabar, sekvenavus žmogaus genomą ir išplėtojus molekulinės biologijos ir genomo technologijas, galima nustatyti, kokia įgimta liga gali sirgti žmogus. Net iš tėvų genų kombinacijos galima nustatyti tam tikrą tikimybę, ar vaikas turės įgimtą ligą.

Daugumos vaistų, skirtų gydyti įgimtus genų defektus, pagrindas yra trūkstamas baltymas; vaistų veikimo esmė - to baltymo tiekimas. Pavyzdžiui, jeigu žmogus žemaūgis, augimo hormonas (gamina TEVA Sicor Biotech Lietuvoje) jam gali padėti pasiekti normalų ūgį. Šiuolaikinės technologijos leidžia įdiegti trūkstamą geną į ląstelę, kuri ima sintetinti reikiamą baltymą. Taip grąžinama organizmo funkcija, liga pasitraukia. Yra įvairių technologijų, stimuliuojančių į ląstelę įdiegto DNR veikimą; dėl to organizmas gauna reikiamą baltymą, pavyzdžiui, fermentą. Anksčiau tam buvo naudojami modifikuoti virusai (moksliškai - adenovirusai). Ši technologija labai veiksminga. Sunkumų kilo ne dėl to, kad genai būtų patekę ne ten, kur reikia, ar būtų pradėję veikti nekontroliuojami, o dėl to, kad mūsų ląstelės tuos virusus jau atpažįsta. Įleidus viruso konstruktą, kraujo T reguliacinės ląstelės yra suaktyvinamos. Tada imuninė sistema konstruktą sunaikina.

Neseniai Biopolio institute įkūrėme idėjų klubą, siekdami įvertinti mokslo ir verslo bendradarbiavimo galimybes. Paprašėme profesorių Džeimsą Vilsoną (iš JAV, Pensilvanijos) papasakoti, kaip jis išsprendė virusų problemą. Mokslininkas paaiškino, kad pakeitė viruso sekas, kurios lemia viruso atpažinimą ląstelėje. Sekos koduoja baltymus viruso paviršiuje; šiuos baltymus žmogaus ląstelės ir atpažįsta. Pakeitus baltymus, virusas nebesukelia imuninių reakcijų.

Profesorius parodė nuotraukas, kuriose matyti, kaip genas suaktyvinamas įleidus DNR į akis. Jeigu geno produktas fluorescuoja tamsoje, nuotraukose akys švyti. Tai atrodo baugiai, bet parodo naujos technologijos veikimą.

Jau yra ir sėkmingų genų terapijos pavyzdžių. Dėl tam tikrų genų trūkumo galimas įgimtas aklumas. Įleidus į akį viruso konstruktą, gautas baltymas grąžina funkciją. Po eksperimentinės genų terapijos šuo pradėjo matyti viena akimi - būtent ta, į kurią buvo įleista konstrukto.

Genų terapijos metodais gali būti gydoma ir daugiau ligų. Pavyzdžiui, trūkstamas kraujo faktorius gali būti kompensuojamas įleidžiant DNR. Kaip ir dėl kiekvienos technologijos, reikia baimintis šių naujovių panaudojimo blogiems tikslams, pavyzdžiui, kas nors gali užsimanyti tamsoje šviečiančių akių arba sportininkai - naujo dopingo.

Žinoma, tokios naujos aukštosios mokslo technologijos turi ir savų problemų. Kol kas didžiausias genų terapijos sunkumas yra DNR konstrukto įdiegimas į ląstelę, nes ląstelės sienelė nėra labai pralaidi. Įšvirkšti konstruktą į kraują paprasta, bet įleisti į smegenis ar kitas organizmo vietas nėra taip lengva. Kiekviena ląstelė turi specifinius receptorius, tad mėginama genetiškai modifikuotus virusus nukreipti į šias vietas. Bet ir tai nėra paprasta, konstruktai patenka ir į kitas ląsteles (pavyzdžiui, norima, kad konstruktas patektų tik į širdį, bet jis patenka ir kitur, kad ir santykiu 1:100).

Apskritai genų terapijos technologija pastaraisiais metais smarkiai pažengė pirmyn. Esu tikras, ateityje ji bus labai svarbi.

Nueinamas ilgas kelias, kol genų terapija pritaikoma žmogui. Pirmiausia tokie DNR konstruktai išbandomi su ląstelių kultūromis. Tada bandymai atliekami su laboratorinėmis pelėmis, beždžionėmis. Ir tik tada, kai naujo konstrukto veiksmingumas patikrinamas su įvairiais modeliais, galima pradėti tyrimus su žmonėmis.

Kitos mokslo problemos susijusios su verslu. Kartais investuotojams sunku įvertinti naujų technologijų naudą. Taip pat labai svarbu turėti gerą verslo planą. Pavyzdžiui, farmacijai daugiausia naudos teikia vaistai, kuriuos kas dieną vartoja daugelis pacientų - tada piliulių pardavimas būna labai pelningas. O kaip genų terapija? Įdiegti genai organizme liktų kelerius metus, tad terapija daug pelno neduotų. Viena tokia injekcija kainuotų apie pusę milijono dolerių. Kas mokėtų tokiuos pinigus? Vis dėlto, manau, sprendimas bus rastas, tik pirmiausia reikia įsitikinti, kad šios technologijos veikia gerai.

Lietuvoje taip pat yra mokslininkų, užsiimančių molekuline genetika ar genomo tyrimais. Štai dr. Arvydas Lubys iš Fermento nagrinėja genų technologijos atmainą - ne virusus, bet saugesnę genų įterpimo technologiją, vadinamuosius transpozonus.

Praeitą vasarą buvau pakviestas dalyvauti Nobelio premijų laureatų susitikime Vokietijoje. Ten suvažiavo apie 40 Nobelio premijų laureatų ir 300 aktyvaus mokslo jaunimo iš viso pasaulio. Kartu su Lietuvos mokslininke dr. Aušra Imbrasaite iš Biochemijos instituto susitikome ir bendravome su iš Lietuvos kilusiu mokslininku, Nobelio premijos laureatu prof. Aaronu Klugu. Jis išplėtojo naują genų terapijos technologiją - ‘cinko pirštus’ (Zinc fingers). Jo sukonstruoti ‘cinko pirštai’ leidžia atpažinti specifines sekas. Naudojantis šia technologija galima įterpti norimą DNR seką į bet kurią genomo vietą.

Taigi mokslas nestovi vietoje. Ateitis priklausys tiems, kurie sugebės įžvelgti naujų technologijų naudą. Galimybės didelės. Manau, vis dažniau mokslo spaudoje išgirsime apie naujus atradimus.