תרפיה גנטית

מהו ריפוי גנטי?

גנים, הנישאים על כרומוזומים, הינם היחידות הבסיסיות הפיסיקליות והתפקודיות של התורשה. גנים הינם רצפים ספציפיים של בסיסים, המקדדים הוראות כיצד ליצור חלבונים. למרות שגנים מקבלים תשומת לב רבה, אלו החלבונים המבצעים את מרבית תפקודי החיים  ואף יוצרים את מרבית המבנים התאיים. כאשר גנים משתנים, כך שהחלבונים המקודדים אינם מסוגלים לשאת את תפקודיהם הנורמלים, הפרעות גנטיות יכולות לנבוע.

תרפיה גנטית הינה טכניקה לתיקון גנים לקויים האחראיים להתפתחות מחלות, וביניהן כמובן גם מחלות עיניים. חוקרים עשויים להשתמש באחת מתוך מספר גישות לתיקון גנים לקויים:

• גן תקין עשוי להיות מוכנס למיקום לא-ספציפי בתוך הגנום כדי להחליף גן בלתי תפקודי. הגישה הזו הינה הנפוצה ביותר.
• גן אבנורמלי עשוי להיות מוחלף בגן תקין באמצעות רקומבינציה שווה.
• הגן האבנורמלי עשוי להיות מתוקן באמצעות מוטציה הפיכה סלקטיבית, המחזירה את הגן לתפקודו התקין.
• הויסות (המידה שבה הגן מופעל או מבוטל) של גן מסוים עשוי להשתנות.

כיצד פועלת תרפיה גנטית?

במרבית המחקרים שעוסקים בתרפית גנים, גן "נורמלי" מוכנס לגנום כדי להחליף גן "אבנורמלי" גורם-מחלה. מולקולה נשאית הנקראת וקטור חייבת להיות בשימוש כדי להעביר את הגן המרפא לתאי היעד של הפציינט.

כיום, הווקטור הנפוץ ביותר הינו וירוס ששונה גנטית כדי לשאת דנ"א אנושי נורמאלי. וירוסים התפתחו בדרך שעוטפת ומעבירה את הגנים שלהם לתאי אנוש בצורה פתוגנית. מדענים ניסו לנצל יכולת זו ולתפעל את הגנום של הוירוס כדי להסיר גנים גורמי-מחלה ולהכניס גנים מרפאים.

תאי יעד כמו תאי הכבד או הריאה של הפציינט הינם נגועים עם הווקטור הווירלי. הווקטור פורק אזי את החומר הגנטי שלו המכיל את הגן האנושי המרפא לתוך תא היעד. היצירה של תוצר חלבון תפקודי מהגן המרפא משיב את תא היעד למצב נורמלי.

חלק מהסוגים השונים של הווירוסים המשמשים כווקטורי תרפיה גנטית:

• Retroviruses  – מחלקה של נגיפים היכולה ליצור עותקי דנא התקועים-פעמיים של גנומי הרנ"א שלהם. עותקים אלה של הגנום שלו יכולים להיות משולבים לתוך הכרומוזומים של התאים המארחים. ווירוס הלקות-החיסונית האנושי (HIV) הינו רטרו-ווירוס.
• Adenoviruses – מחלקה של נגיפים עם גנומים של דנא התקועים-פעמיים הגורמים זיהומים נשימתיים, במעיים, ובעיניים בבני האדם. הנגיף הגורם את ההצטננות הנפוצה הינו אדנו-ווירוס.
• Adeno-associated viruses – מחלקה של נגיפי דנא קטנים התקועים-יחיד היכולים להעביר את החומר הגנטי שלהם למיקום מסוים על כרומוזום 19.
• Herpes simplex viruses – מחלקה של נגיפי דנ"א הכפולים (double-stranded) המשפיעים על תאי נוירונים. נגיף ה-Herpes simplex סוג 1 הינו פתוגן אנושי נפוץ  הגורם לפצעי קור.

מחוץ למערכות העברת-גנים המתווכות-בנגיפים, ישנן מספר אפשרויות לא-נגיפיות להעברת גנים. השיטה הפשוטה ביותר, הינה ההעברה הישירה של דנ"א טיפולי לתאי יעד. גישה זו הינה מוגבלת ביישומה היות והיא יכולה להיות שמישה רק לגבי רקמות מסוימות ודורשת כמויות גדולות של דנ"א.

גישה אחרת לא-נגיפית, מערבת את היצירה של תחום שומני מלאכותי עם גרעין מיימי. ליפוזום זה, הנושא את הדנ"א המרפא, מסוגל לעבור את הדנא דרך קרום תא היעד.

דנ"א מרפא יכול גם להיכנס לתוך תאי היעד, על ידי קישור כימי של הדנ"א לפרודה אשר תיקשר לקולטני תא מסוימים. מרגע שהוא נקשר לקולטנים אלה, תוצרי הדנ"א המרפא מוטבעים על ידי קרומי התא ומועברים לתוך פנים תא היעד. מערכת העברה זו נוטה להיות פחות יעילה מאשר אפשרויות אחרות.

חוקרים גם מנסים להעביר כרומוזום 47 (אנושי מלאכותי) לתוך תאי יעד. כרומוזום זה עשוי להתקיים באופן אוטונומי לצד ה-46 הרגילים מבלי להשפיע על פעולתם או גרימת מוטציות כלשהן. זה יהיה ווקטור גדול המסוגל לשאת כמויות מהותיות של קוד גנטי, ומדענים מצפים שבגלל מבנהו והאוטונומיה שלו, מערכות החיסון של הגוף לא יתקפו אותו. בעיה הקשורה לשיטה פוטנציאלית זו הינו הקושי בהעברת פרודה גדולה כזו לגרעין של תא יעד.

מהו המצב הנוכחי של מחקרים אודות ריפוי גני?

מינהל המזון והתרופות (FDA) עדיין לא אישר למכירה אף מוצר של טיפול גנים. התרפיה הגנטית הנוכחית הינה ניסיונית ולא הוכחה כמוצלחת ביותר בניסויים קליניים. התקדמות מועטה הושגה מאז הניסוי הקליני הראשון בטיפול גנים שהחל ב-1990.  ב-1999, טיפול הגנים סבל ממפלה בולטת במותו של Jesse Gelsinger בן ה-18. ג'ס השתתף בניסוי טיפול גנים עבור omithine transcarboxylase deficiency  (OTCD). הוא נפטר מכישלונות איברים מרובים כארבעה ימים לאחר התחלת הטיפול. סבורים שמותו ניגרם בשל תגובה חיסונית חריפה לנשא האדנו-וירוס.

מכה מרכזית אחרת הופיעה בינואר 2003, כאשר ה-FDA הציב עצירה זמנית לכל ניסויי ריפוי גני שהשתמשו בוקטורים רטרו-ווירלים בתאי הגזע של הדם. ה-FDA נקט בפעולה זו לאחר שנודע להם, שילד שני שטופל בריפוי גנטי צרפתית פיתח מצב דמי-לוקמיה. גם הילד הזה וגם אחר שפיתח מצב דומה באוגוסט 2002 טופלו בהצלחה בריפוי גנטי עבור מחלת חוסר-חיסוניות משולבת-X מחוברת חריפה (X-SCID), שידועה גם כ-"סינדרום בועת התינוק".

וועדת התגובה הביולוגית המגדירה המייעצת של ה- BRMAC) FDA)  נפגשה בסוף פברואר 2003 כדי לדון במדדים אפשריים שיוכלו לאפשר למספר ניסויים של ריפוי גנטי רטרו-ווירלית לטיפול במחלות מסכנות-חיים להמשיך עם הגנות מתאימות. באפריל 2003 ה-FDA הקל על האיסור לניסויי ריפוי גנטי המשתמשים בוקטורים רטרו-ווירליים בתאי הגזע של הדם.

 

אילו גורמים מנעו מהריפוי הגנטי להפוך לטיפול יעיל למחלה גנטית?

• טבע קצר – מועד של ריפוי גני – לפני שריפוי גני יוכל להפוך לריפוי קבוע לכל מצב שהוא, הדנא הטיפולי המוכנס לתאי היעד חייב להישאר תפקודי והתאים המכילים את הדנ"א הטיפולי חייב להיות ארוך-מועד ויציב. בעיות בשילוב דנ"א טיפולי לתוך הגנום וטבע ההתחלקות המהירה של תאים רבים מונעים מהריפוי הגנטי השגת יתרונות ארוכי-טווח כלשהם. הפציינטים יצטרכו לעבור מחזורים מרובים של תתרפיה גנטית.
• תגובה חיסונית – בכל פעם שגורם זר מוכנס לרקמה אנושית, המערכת החיסונית מתוכננת להתקיף את הפולש. הסיכון של גריית המערכת החיסונית בדרך שמפחיתה את יעילות תרפיית הגנים הינו תמיד סיכון פוטנציאלי. ויותר, התגובה המוגברת של המערכת החיסונית לפולשים שהיא זיהתה לפני כן עושה זאת קשה לריפוי גנטי לפעול שנית בפציינטים.
• בעיות בווקטורים ויראליים – וירוסים, המהווים את נשא הבחירה במרבית מחקרי ריפוי גנטי, מציגים מגוון בעיות פוטנציאליות לפציינט – רעילות, תגובות חיסוניות ודלקתיות, בקרת גנים ושאלות יעד. בנוסף, תמיד קיים החשש שהווקטור הווירלי, מרגע שהוא בתוך הפציינט, יוכל להשיב את יכולתו לגרום למחלה.
• הפרעות מולטיגניות – תנאים או הפרעות הצומחות ממוטציות בגן יחיד הינם המועמדים הטובים ביותר לריפוי גני. למרבה הצער, חלק מההפרעות השכיחות ביותר, כמו מחלת לב, לחץ דם גבוה, מחלת אלצהיימר, דלקת פרקים, וסוכרת, נגרמות על ידי השפעות משולבות של שינויים בגנים רבים. הפרעות מולטיגניות או רב-גורמיות כמו אלו עלולות להיות קשות במיוחד לטיפול יעיל תוך שימוש בריפוי גנטי.

דוגמאות לכמה התפתחויות אחרונות במחקרים אודות ריפוי גנטי

• ננוטכנולוגיה + ריפוי גני מניבה טיפול לסרטן. מרץ, 2009 – בית הספר לרוקחות בלונדון בוחן טיפול בעכברים, המעביר גנים העטופים בננו-חלקיקים לתאי סרטן כדי לפגוע ולהרוס תאי סרטן הקשים להשגה.
• התוצאות של תרפיה גנטית ראשונה עבור עיוורון מורש מראות שיפור ראיה. 28 באפריל 2008 – חוקרי UK ממוסד UCL לאופטלמולוגיה ומרכז המחקר הביורפואי של בית החולים לעיניים NIHR Moorfields הודיעו על תוצאות מהניסוי הקליני העולמי הראשון כדי לבחון טיפול מהפכני בריפוי גנטי עבור סוג של עיוורון מורש. התוצאות, המפורסמות היום בכתב העת לרפואה של New England , מראות שהטיפול  הניסיוני הינו בטוח ויכול לשפר ראיה. הממצאים הינם ציון דרך בטכנולוגיית תרפיית הגנים ועשויים להיות בעלי השפעה ממשית על טיפולים עתידיים למחלת עיניים.
• ידע קודם לגבי ניסוי זה (May 1, 2007). צוות של רופאים בריטיים מבית החולים לעיניים Moorfields  והמכללה האוניברסיטאית בלונדון מנהלים את הניסיונות הראשונים בריפוי גנטי אנושי כדי לטפל בעיוורון המולד של Leber. סוג של עיוורון ילדות מורש הנגרם על ידי גן אבנורמלי יחיד. הפרוצדורה היתה מוצלחת בהשבת הראיה לכלבים. זהו הניסיון הראשון לשימוש בתרפיית הגנים בפעולה לטיפול בעיוורון בבני אנוש.

ליצירת קשר עם איתי שרף, מטפל ברפואה סינית למחלות עיניים, לחץ כאן.