A Philadelphiai Gyermekkórház kicsi, ablakos tereje úgy néz ki, mint bármely szemorvos vizsgálati helyisége, állítható székkel és fél tucat géppel a látás tesztelésére. A 20 éves beteg azonban nem egészen Albuquerque-ből jött, hogy új szemüveget kapjon. Alisha Bacoccini, akinek rövid, szőke csíkú haj és zöld szeme van, olyan rendellenességgel született, amelyet a retina sejtjeiben működő, hibásan működő gén okozott, amely születése óta csökkenti látását. Most csak sápadt és homályos formákat lát. "Ha rád nézek, nem látom a szemszínét, a pattanást vagy a szemöldökét, de látom, hogy ott van valaki" - mondja. Látó szem kutya, Tundra, egy fekete labradori retriever, a lába előtt ül.
Ebből a történetből
[×] BEZÁR
A génterápia kilencedik kutatója azt reméli, hogy egy kísérleti mûvelet során javítják betegeik látványát
Videó: A génterápiás szakértők előretekintik a vakság kezelésében
kapcsolodo tartalom
- Zenelejátszások, hogy megnyugtassák az elmédet
- Nagy remények egy újfajta génhez
Egy hónappal korábban, egy kísérleti kezelés során a kutatók Bacoccini jobb szemét - a legrosszabbat - injektálták a retina sejt génjének milliárd munkapéldányával. Most megtudják, hogy a kezelés eredményes-e.
Jean Bennettnek, az orvosnak és a molekuláris genetikusnak Bacoccini nyugtatja homlokát egy kis fehér géppel szemben, amely fényt az egyik szemébe villan, majd a másikba. Ez a pupillométer jelzi, hogy Bacoccini szeme milyen jól reagál a fényre. "Rendben, egy, kettő, három, nyitva van" - mondja Bennett, és tízszer megismétli az eljárást. A sötétített helyiség számítógépes képernyőjén a Bacoccini diákjai két óriási fekete körből állnak, amelyek olykor enyhén összehúzódnak az egyes fényimpulzusokkal. Egy másik kutató kíséri Bacoccini-t a következő vizsgálóberendezéshez. Fél órával később Bennett azt mondja: "Csak néztem a pupillometria eredményeit. Jó javulás."
"Ez jó" - mondja Bacoccini, bár bizonytalannak hangzik. Az injekció beadása után néhány nappal valóban több fényt látott a szeméből - mondja, de a dolgok homályosabbnak tűnnek. Amikor megpróbálja olvasni egy hatalmas szemtérképet a jobb szemével, akkor az nem jobb, mint korábban - csak néhány hüvelyk magasan képes felvenni 16 hüvelyk távolságból. Aztán a szeme még mindig vörös a műtét után. Bennett férje, Albert Maguire, a retina sebész, aki a Bacoccini-on operált. Bepillant a szemébe, és azt mondja, hogy a felület még nem gyógyult, és hozzáteszi: "Remélhetőleg ennyi minden."
Az a lehetőség, hogy génterápiát alkalmaznak olyan betegségek kezelésére - különösen az öröklődő betegségek, amelyek egy eredetű gént tartalmaznak, például a sarlósejtes vérszegénység és a cisztás fibrózis - évtizedek óta elcsábította a tudósokat. Ha lenne valamilyen módja annak, hogy a betegeknek egy adott gén jó verzióját nyújtsák, akkor a gondolkodásmód javíthatja vagy megakadályozhatja az öröklött rossz által okozott károkat. Ez a látszólag egyszerű ötlet a gyakorlatban váratlanul bonyolultnak bizonyult. Az elmúlt 18 évben több száz humán génterápiás kísérlet zajlott számos betegséggel, a hemofíliától a rákig. De szinte mindegyik sikertelen volt egy működő gén sejtbe jutásának nehézségei miatt, anélkül hogy káros mellékhatásokat okozna.
A tavalyi évig a génterápia egyértelműen csak egy betegség, a súlyos kombinált immunhiány (SCID) néven ismert betegség ellen működött, amelyet a fehérvérsejtek előállításához szükséges gének bármelyikének hibája okoz. A betegség miatt az immunrendszer nem képes legyőzni a fertőzéseket, és általában gyermekkorban halálhoz vezet. Egy buborékos fiú betegségnek is nevezik, egy híres beteg, David Vetter után, aki 12 éves korában él egy steril műanyag buborékban. Az 1990-es évek közepe óta az európai kutatók körülbelül 30 gyermeket gyógyítottak SCID-kel azáltal, hogy behelyezték a megfelelő működő gént a csontvelőbe. De ezt a sikert még a tragédiával is összekeverték: öt gyermekből leukémia alakult ki, egy pedig meghalt. Azokban a betegekben, akiknek a betegségnek egy bizonyos változata volt, a terápiás gén véletlenül bekapcsolt egy rákot okozó gént, miután a beteg DNS-ével összeolvadtak. A kutatók most tesztelik a SCID génterápiájának biztonságosabbá tételét.
Az amerikai génterápiás kutatást lényegesen elhalasztották azután, hogy egy 18 éves Jesse Gelsinger, aki öröklött májbetegségben szenvedett, több szervi elégtelenségben halt meg 1999-ben, miközben részt vett egy génterápiás kísérletben a Pennsylvaniai Egyetemen. A halálról szóló hírek felborítottak a tudományos közösségben és a kongresszuson meghallgatások során, amikor a tinédzser apja, Paul Gelsinger és mások azzal vádolták a Penn kutatóit, hogy túlságosan sietve tesztelik az emberek kezelését. Az Élelmiszer- és Gyógyszerügynökség szerint a kutatók nem figyelmeztették kellőképpen Gelsingert és családját a kísérlet kockázataira. A vezető kutató azt sem tudta elárulni, hogy pénzügyi részesedéssel rendelkezik egy olyan társaságban, amely nyerhet, ha a kezelés sikeres lesz. "Ezek a szörnyű napok voltak. A terep alulról jött" - mondja Leon Rosenberg, a Princetoni Egyetem emberi genetikusa, aki korai laboratóriumi vizsgálatokat végzett a Gelsinger májbetegségével kapcsolatban. "A tudomány integritása óriási mértékben sérült."
Bennett és Maguire 1992-ben csatlakoztak a Penn orvosi iskola karához. Egyik kollégájuk James Wilson, aki felügyelte azt a tanulmányt, amelyben Gelsinger meghalt. Az FDA később eltiltotta Wilsont emberi kísérletektől. De Bennett és Maguire nem vettek részt ebben a tanulmányban. Kísérleti génterápiás kísérletük 2007-ben kezdődött, miután a szövetségi szabályozók, a Gyermekkórház és a Penn bizottságok évek óta felülvizsgálták, hogy felállítsák Gelsinger halála miatt felmerült etikai és biztonsági aggályokat.
Május elején csapatuk és egy külön brit csoport beszámolt az évek első reményteljes génterápiás híréről: a technika vakságot kezelhet. A vizsgálatban részt vevő betegek Leber veleszületett amaurosisnak (LCA) nevezett betegségben szenvedtek. A három beteg, akiket Bennett és Maguire kezeltek, több mint egy szem diagramot tudtak olvasni, mint korábban. Egy 26 éves férfi még annyira visszanyerte a látványát, hogy átmenjen egy labirintusban. "Nem tudtam elhinni, " mondja Bennett. A lány arra késztette, hogy ismét járjon a labirintusban.
A vizsgálat kicsi volt, és a betegek még mindig jogilag vakok, ám szerény javulásuk és a terápia nyilvánvaló biztonsága felébresztette a betegek és kutatók reményét szerte a világon. Most Bennett és Maguire kiterjeszti a kutatást több LCA-s betegre, ideértve a Bacoccini-t is, hogy megvizsgálja, hogy a betegek biztonságosan kaphatnak-e nagyobb dózisú terápiás gént.
Rosenberg szerint nagyon örül Bennettnek - aki 1987-ben posztdoktori kutatója volt a laboratóriumában - és a tereptől. "Újra optimista vagyok a génterápia iránt, és egy ideje nem voltam" - mondja. "Remélhetőleg ezen évtized vége előtt lesz még két vagy három példa."
Az 54 éves Bennett és a 48 éves Maguire számára a tudomány génjeiknek tűnik. Bennett édesanyja, Frances középiskolai irodalmat tanított, apja, William pedig népszerű fizikai professzor volt a Yale-nál, aki 1960-ban találta fel a gázlézert, miközben a New Jersey-i Bell Labs-ban dolgozott. Bennett emlékszik arra, hogy 6 éves volt, és látta, hogy apja vacsora után visszatér a laboratóriumba hajnalig dolgozni; A készülék később kompaktlejátszókhoz és szupermarketek árleolvasókhoz vezet.
Sokkal inkább a biológia, mint a fizika érdekli. "Szerettem a teremtményeket" - mondja és sok boldog órát töltött apja mikroszkópján keresztül, a mocsaras vízben és a levelekben. A Yale-i főiskola után a kaliforniai University of Berkeley-be ment, hogy doktori fokozatot szerezzen a fejlődési biológiában tengeri sün felhasználásával, ám ehelyett új kutatást vonzott arra, hogy specifikus, idegen géneket illessen be egerekbe és más állatokba - ez volt a génterápia. 1981-ben és 1983-ban több hónapot töltött a Maryland-i Bethesda Nemzeti Egészségügyi Intézetben, egy laboratóriumban, ahol a tudósok az első génterápiás kísérletek egy részét tervezték. "Felpillantott, hogy ez fog történni, ami izgatott engem. Szerettem volna ott lenni, amint a mező fejlődik" - emlékszik vissza Bennett. A szükséges klinikai háttér megszerzéséhez a Harvard Medical Schoolba ment, ahol egy elsőéves anatómiai osztályban találkozott jövőbeli férjével.
A Maguire tudósok családjából is származott. Apja, Henry, bőrgyógyász volt, és most a Penn rák elleni oltóanyag-kutatója, édesanyja, Elise pedig kutatási asszisztensként dolgozott. Henrynél szürkehályog és később a retina leválódása volt. Amikor Maguire középiskolás volt, apja szemcseppjeit adta be - ő legkorábban szemészeti kezelésére fordult. Az orvosi iskolában Maguire egy laboratóriumban dolgozott, amely az örökölt génhibák által okozott retina betegségeket vizsgálta. Emlékszik arra, hogy akkoriban kérdezte Bennett-t, hogy tudják-e rögzíteni a rossz géneket. - Ennek van értelme - mondta. "Csináljuk."
A szem különösen jól alkalmazható génterápiára. Azok a sejtek, amelyekbe új gént kell beilleszteni, kis területre korlátozódnak; a retina csak néhány millió sejtet tartalmaz. Sőt, a legtöbb sejttel ellentétben a retinális sejtek nem osztódnak meg azután, hogy egy ember 3 hónapos lesz, tehát a kutatóknak nem kell az új gént a következő sejtgenerációkba juttatniuk. Ez azt jelenti, hogy nem kell az új gént belefűzniük a sejtek meglévő DNS-ébe, amely replikálódik, amikor egy sejt megosztódik. A terápiás gént a beteg DNS-étől elkülönítve tartani biztonságosabb; a leukémiát kialakuló SCID-betegekben a bevitt gént egy rákot okozó gén közelében építették be, és véletlenül bekapcsolták. A szem immunválasztól is elmarad, azaz az immunrendszer hajlamosak figyelmen kívül hagyni az ott bevezetett idegen anyagokat. Néhány génterápiás vizsgálatban problémát okozott az elmenekült immunválasz, és ezért ölte meg Jesse Gelsinger. "Nagyon szerencsések vagyunk a célszerv kiválasztásával" - mondja Maguire.
Míg Maguire retinális sebészként tanult, Bennett inkább a kutatás és nem a klinikai munka szakterületére szakosodott, követve a férjét az ország szerte gyakorlati, tartózkodási és ösztöndíjas követésére. Bonyolult ügyekben kisgyermekekkel utaztak. Az orvosi iskola utolsó évében az ifjú házasok született első baba - "idősebb projektünk" - hívják. Hamarosan további két gyerek követte.
1989-ben, a Maguire egyik utolsó edzőállomásánál, a Michigan-i Royal Oaks-ban, Bennett rendkívüli laboratóriumokat állított fel a kórház szomszédos épületében és otthona alagsorában. Azt végezték, amit szerinte az első retina bevonásával végzett génterápiás kísérlet volt. Egerek és nyulak segítségével géneket injektáltak egy baktériumban található enzimre. Festékkel kiderítették, hogy a szemsejtek építették-e az enzimet, és a kísérlet sikeres volt: az állatok retinája körülbelül két héten kékre vált.
Penn-nél közzétették az első két cikk egyikét, amelyben azt mutatták, hogy egy idegen génnel bíró vírus a szemszövetbe, ebben az esetben egerekbe juthat. (Ez a génterápiás kísérletekben szokásos stratégia lényegében a vírus replikációs képességét választja úgy, hogy saját genetikai anyagát injektálja a sejtekbe.) Bennett és Maguire később a terápiás géneket néhány örökölt vakossággal rendelkező ír szetter szemébe helyezte. Bennett azonban úgy gondolta, hogy a kutyák javulása nem volt elegendő ahhoz, hogy indokolja az emberi kísérletet. Szükségük volt a vakok egyszerű, lassan előrehaladó formájára, amely az emberek szenvedő betegségéhez kapcsolódott. 1998-ban megtudták egy svédországi briard kutyafajtát, amelynek szembetegsége egy fluke miatt egy LCA-ban szenvedő beteg egyik genetikai mutációja miatt történt.
Az Egyesült Államokban mintegy 3000 ember szenved az LCA-ban, amely számos különféle vaksági rendellenességet foglal magában, amelyek gyermekkorban kezdődnek és több gén bármelyikének mutációja okozza, amelyek egyikét RPE65-nek hívják. Ez tartalmazza a retina fényérzékeny sejtjeinek, a rudaknak és a kúpoknak kritikus enzimre vonatkozó utasításokat; az enzim az A-vitamint olyan formává alakítja, amelyet a rudak és a kúpok felhasználnak a szükséges pigment, rodopszin előállításához. Azokban az emberekben, akik az RPE65 gén rossz példányát öröklik meg mindegyik szülőtől, a rudak és kúpok megfosztottak rodopszintől, meghibásodnak, és végül meghalnak.
Bennett, Maguire és munkatársai az adeno-asszociált vírusnak nevezett vírust használtak az RPE65 gén jó példányának beillesztésére három fiatal testvérekbe. Az AAV vírus két génjét felváltotta az RPE65 gén, plusz egy olyan DNS-szálat, amely bekapcsolja a gént. A kutyák elegendő látást szereztek a labirintusban való navigáláshoz. "Fantasztikusan izgalmas volt" - mondja Bennett. Az egyik kutya, a Lancelot, egyfajta poszter kutyává vált a génterápia számára, és mancsát rázott az emberekkel a sajtótájékoztatókon és az adománygyűjtőknél.
Az irodáján kívüli járdán Bennett bemutatja a több mint 50 kutya kezét. A Vénusz, egy közepes méretű, barna, karcsú hajú briarda, megfeszíti a pórázát, és egyértelműen el akarja menekülni, de ült, hogy hagyja, hogy egy látogató kedvtelésből tartsa. "Amikor idejött, nem látott semmit. Sarokba vagy ketrecbe rohant, és fogait az emberek felé csapta" - mondja Bennett. Ez egy évvel ezelőtt volt, mielőtt a Bennett / Maguire csapata mindkét szemében génterápiával kezelte az akkor egyéves gyereket. Noha még éjszaka vak, a Vénusz átugorhat egy folyosó mentén szétszórt akadályon és elkaphat egy teniszlabdát. "A viselkedése átalakult" - mondja Bennett. "Mindkét szemében jól lát. Nagyon boldog kutya."
Amikor az emberekben először próbálták ki a kezelést, Bennett és Maguire nem számítottak arra, hogy betegeik annyira javulnak, mint a kutyák. Egyrészről az orvosok először a biztonságot vizsgálták, és alacsony dózisú vírust és gént használtak. És első betegeik, mind az olaszországi szemklinikáról, amely vak vak betegeket vizsgált genetikai rendellenességekre, 26 éves ikrek és 19 éves voltak. Abban a korban az LCA-betegeknek nem maradtak túl sok retinaszövet. A legtöbb 40 éves korban teljesen vak.
Ennek ellenére Bennett és Maguire nem tudták, mire számíthatnak, amikor az első beteget, az ikrek egyikét kezelik. Érzéstelenítették, majd Maguire néhány apró bemetszést végzett és az ember szemében lévő gélszerű üveges anyagot sóoldattal cserélte, hogy Maguire egy tűt könnyebben át tudja mozgatni rajta. Mikroszkóp segítségével egy vékony hajszálat tűzött át a szemfehérjén keresztül, amíg az meg nem érinti a retina. 150 mikroliter oldatot (csepp borsó méretű) oltott be, amely 15 milliárd AAV vírus másolatot tartalmazott az RPE65 génnel. A vírust rendkívül biztonságos szállítási mechanizmusnak tekintik - önmagában nem képes replikálni, és nem okoz betegséget az emberekben.
Ugyanakkor azon az éjszakán "egyáltalán nem aludtam" - mondja Maguire, aki aggódott egy immunreakció miatt. Megkönnyebbüléseként, nem volt ilyen.
Noha az adag alacsony volt, Bennett azt mondja, hogy amikor a fiatalember pupillometria adatait először „Eureka-pillanatnak” tekintette - ez a szem jobban megérezte a fényt. Néhány hónappal a kísérleti kezelés után mindhárom beteg több fényt látott. Két, akik korábban csak kézmozgásokat láttak, elolvashatták a szem diagram három vagy négy sorát.
Bennett szerint mindhárom beteg látása továbbra is javul. A 19 éves, aki visszatért Olaszországba, már nem igényel segítséget az éjszakai járáshoz.
Amikor Alisha Bacoccini született, édesanyja, Eve Skidmore rögtön elmondta, hogy valami nincs rendben. Úgy tűnt, hogy Alisha csak az erős fényre fókuszál, mint egy ablak vagy lámpa - mondja Skidmore. Azt gondolta, hogy lányának esetleg csak szemüvege van szüksége, de a szemész azt mondta, hogy a kislány vak lesz, és semmit sem lehet tenni. 11 hónapon belül diagnosztizálták őt egy progresszív szembetegséggel, és egy genetikai teszt végül LCA-ként azonosította a betegséget. Gyerekként Alisha még mindig látott elég jól, hogy focizjon egy zöld fűben levő fehér labdával. "Rendkívül gyors volt" - mondja Skidmore, aki kompenzálta, hogy nem látta a labdát a levegőben. A nyolcadik osztály körül Alisha még azt a korlátozott látást is elvesztette.
Ma olvashat szöveget egy fényes számítógép képernyőjén, de nem egy könyvben. Masszázs terapeutaként dolgozik. Ha jobban látna, akkor álmai feladata, hogy kriminalisztikai patológusként dolgozzon - Patricia Cornwell regényeit felragasztja a kazettára. Skidmore azt kívánja, hogy lánya visszanyerje elég látványát, "hogy láthassa a csillagokat az égen és egy szivárványt, mert még soha nem látta".
Bacoccini szerint rájön, hogy látása nem javulhat a génterápiás vizsgálat során, és még rosszabb lehet. Önként vállalta a részvételt, hogy "segítsen kitalálni, hogyan lehet a vakságot kijavítani" - mondja.
Három hónappal azután, hogy Maguire fecskendezte Bacoccini szemét a retina gént hordozó vírusokkal, a szeme tízszer érzékenyebb volt a fényre és perifériás látása javult, de a szem diagramját korábban nem tudta jobban olvasni. Bennett szerint számos oka lehet annak, hogy a kezelés nem működik jól - például például, hogy a Bacoccini szem és az agy közötti idegi áramkörök már nem működnek megfelelően.
A Bacoccini a vizsgálat második szakaszának része, amely három LCA-betegnél nagyobb adagot adott a génterápiáról, mint az első három önkéntes. A Bacoccini-csoport többi betege egy 9 éves belga fiú, aki eddig a legdrámaibb javulást mutatta. Először látja az arcok részleteit, és már nincs szüksége külön nagyítóeszközre, hogy az iskolában láthassa a palatáblát. Minél fiatalabb a beteg, Bennett és Maguire hisznek, annál nagyobb esélye van a párnak az LCA okozta vakság megfordítására. Végül remélik, hogy meg fogják kezdeni a csecsemőket.
Az orvosbiológiai kutatás gyakran nagy együttműködő csoportokat von be, de a génterápiás tanulmányok extrém eset. A New England Journal of Medicine tavalyi cikkében a vakság génterápiájának kezdeti sikeréről beszámoltak 32 társszerzőtől, a vírust tervező molekuláris biológusoktól a betegeket megtaláló olasz orvosokig. Bennett, a fő szerző, ezt a csoportot egy laboratóriumán kívüli kis irodából vezette. A helyet jegyzetfüzetek és mappák töltenek be, és három gyermekének miniatűr fényképei, napló borítói és néhány Lancelot képe, néhány ma 8 éves, még mindig jól látható.
Maguire azt állítja, hogy csekély szerepe van a betegeknek az injekciók beadásában: "Csak teherautókat töltök." De ő végül is az egyik klinikai szakértő. "[Öröklött vakság] betegségek esetén hatalmas érzelmi átfedések vannak" - mondja. "Az orvosok mindig gyógyíthatatlannak ítélték őket, és azt mondták a betegeknek, hogy semmit nem tehetünk érted. Az a tény, hogy ez működőnek tűnik, rendkívül izgalmas."
Az LCA-próba sikere nagy figyelmet keltett Bennett és Maguire felé - „kellemetlen mennyiségű figyelmet” - mondja -, ideértve a Kongresszus tagjainak meghívásait, hogy tájékoztassák őket a munkáról. De úgy tűnik, hogy a duó lépéseket tesz. Bennett naponta fél tucat telefonhívást és e-mailt küldött vak vak betegektől vagy szüleiktől, akik hallottak az LCA-tanulmányról. "Mindegyikre válaszolok. Ezek az emberek valóban, nagyon idegesek ahhoz, hogy vakokra váljanak vagy vakok legyenek" - mondja. Az biztos, hogy nem valószínű, hogy illeszkednek az LCA-vizsgálatba, mert nincs megfelelő genetikai hibája. De azt mondja nekik, hogy vizsgálják meg vakság gének ellenére is, mert betegségük génterápiás kezelése néhány év alatt felbukkanhat.
Hamarosan Maguire és Bennett azt várják, hogy elkezdenek kísérleteket elvégezni az abesszin macskákkal LCA-val, amelyet olyan génmutáció okoz, amely eltér az eddig összpontosítottól. Génterápiás klinikai vizsgálatot terveznek a Stargardt-betegség vagy a fiatalkori makuladegeneráció egy formája kapcsán is, amely az Egyesült Államokban mintegy 25 000 embert érint, és amelyet sikeresen kezeltek olyan egerekben, amelyeket betegség kezelésére terveztek. Most, hogy bebizonyosodott, hogy a génterápia biztonságosan elvégezhető a szemben, a vállalatok feltárják a módszer használatának módszereit olyan betegségek kezelésére, amelyek nem szükségszerűen genetikai eredetűek. Például az erek növekedését szabályozó gén bevezetése lassíthatja az életkorral összefüggő makuladegenerációt, amely több mint tízmillió amerikai szenved.
Magas repülési orvosi sikereik ellenére Bennett és Maguire tízéves autókat vernek fel. Otthon pihenhet kertészkedés és nagyanyja zongora lejátszása közben, és részletes, népművészeti stílusú mezőgazdasági jeleneteket festet, amelyek "minden fűszálat" készítenek "- mondja Bennett. ("Van egy kis rögeszmés-kényszeres betegség" - magyarázza Maguire a hobbijairól.) Legfiatalabb gyermekeik főiskolai tanulmányaikba mentek, de két kutyát, egy halak és teknősök akváriumát és mintegy 15 pintyet gondozzák - Maguire legújabb hobbija figyel madár viselkedése. A családnak "magas a küszöbértéke", mondja Maguire.
Bennett késő este feláll, jelentéseket ír és pályázatokat ír, és további kísérleteket tervez. Annyira meghajtott, mint az apja, amikor a gáz lézerrel dolgozott. "Ez a hihetetlen izgalom az, hogy valami akadályt át akar építeni" - mondja.
Jocelyn Kaiser foglalkozik a Science magazin orvosbiológiai kutatásával és politikájával.
Stephen Voss a közelmúltban fényképezett a környezeti lebomlásról Kínában. Mindkettő Washingtonban él
