Ateities architektai. Genų inžinerija: ar galėsime iš savo DNR pašalinti nepagydomas ligas?

Mar 31, 2025 9:59 AM

Viena didžiausių revoliucijų medicinoje įvyko tada, kai mokslininkai atrado antibiotikus – jie iš esmės pakeitė infekcinių ligų gydymą ir išgelbėjo milijonus gyvybių. Šiandien stebime naują panašios reikšmės proveržį – sparčiai tobulėjančią genų inžineriją. Inovacijų agentūros tinklalaidėje „Ateities architektai“ susirinkę mokslininkai ir medicinos inovacijų ekspertai sako, jog genų inžinerijos technologijos jau suteikia galimybę ne tik tiksliai identifikuoti pažeistas ląsteles, bei ir jas „pataisyti“.

Kaip veikia genų inžinerijos įrankiai?

Laidoje viešintis „Caszyme“ mokslo direktorius ir bendraįkūrėjas dr. Giedrius Gasiūnas prisimena, kad pirmosios publikacijos apie genų inžinerijos technologijas pasirodė dar  2012 m.: „Genų redagavimo technologija tada buvo visiškai revoliucinė – naujas įrankis, kuris vėliau labai greitai mus įgalino geriau pažinti ligas“, – sako mokslininkas. Jo teigimu, mokslo proveržis greitėja, o vieni įrankiai papildo kitus.

Atsiradusi galimybė nustatyti pirmą žmogaus genomo seką, atvedė prie to, kad reikėjo technologijos, leidžiančios ne tik pamatyti ląstelės „klaidas“, bet ir įrankio, kuris leistų jas pataisyti. Jo teigimu, būtent ​„CRISPR-Cas9“ technologijos atradimas leido tai padaryti.

Šis įrankis pirmiausia yra užprogramuojamas atpažinti specifinę DNR seką žmogaus genome. „Tai sudėtingas procesas, nes kiekviena mūsų ląstelė turi genominę DNR, sudarytą iš daugiau nei trijų milijardų nukleotidų. Įsivaizduokime – knygoje iš trijų milijardų raidžių, reikia tiksliai surasti vieną reikiamą blogą raidę“, – sako dr. G. Gasiūnas. Anot jo, pirmiausia reikia tiksliai perkirpti DNR tam tikroje vietoje, o tada ląstelėje esantys DNR reparacijos mechanizmai gali pataisyti ar „išjungti“ reikiamus genus.

Pasak dr. G. Gasiūno, dabar egzistuoja ir naujesni įrankiai – „Cas9“ gali tiksliai nukreipti reikiamus modifikavimo mechanizmus į tam tikrą vietą genome. „Dabartiniai įrankiai gali ne tik keisti pavienes nukleotidų poras, bet ir daryti subtilius pokyčius, pavyzdžiui, modifikuoti epigenomą nepakeičiant pačios DNR sekos“, – pasakoja dr. G. Gasiūnas.

Ar genų inžinerija galės padėti išgydyti visas genetines ligas?

Dr. G. Gasiūnas atkreipia dėmesį – tam, kad išgydytume genetinę ligą pasinaudodami šia technologija, reikia bent trijų dalykų: „Pirmiausia, mums reikia žinoti, ką turime pakeisti, ką atstatyti. Antra, mums reikia įrankio, kuris leistų tai padaryti. Ir trečias dalykas, mums reikia nunešti tą įrankį į reikiamas ląsteles, į reikiamą audinį, į reikiamą vietą“, – aiškina mokslininkas. Tačiau jo teigimu, šie žingsniai nėra lengvai pritaikomi visoms ligoms.

 „Tarkime, terapijos prieš pjautuvinę anemiją atveju, viskas aišku – yra vienas genas, viena mutacija iš trijų milijardų – viena raidė pasikeitusi. Galima ląsteles surinkti, ir mėgintuvėlyje jas pakeisti, o tada vėl suleisti pacientui. Bet yra tokios daugiagenės ligos, kur sąveikauja daug genų ir nėra viskas taip aišku“, – pasakoja dr. G. Gasiūnas.

Kito laidos pašnekovo, medicinos inovacijų eksperto Arūno Žebrausko teigimu, norint užkirsti kelią ligai, visų pirma turime ją labai anksti nustatyti. „Dabar yra prenataliniai tyrimai, atliekami nėštumo metu, kai gydytojai gali matyti vaisiaus DNR, kuris jau cirkuliuoja motinos krauju. Tokiu būdu galima pastebėti ligas, tačiau, žinoma, ne visas“, – sako A. Žebrauskas.

Pasak jo, kai būsimą žmogų sudaro dar tik aštuonios ląstelės, jei nustatoma, kad viena iš jų yra pažeista, galima tą ląstelę pašalinti ir pakeisti sveika. „Tada embrionas liks sveikas. Tačiau toks būdas veiktų tik itin ankstyvo nėštumo metu, nes vėlesnėse stadijose, nors vaisius mus atrodo labai mažas,  jį sudaro jau milijardai ląstelių“, – atkreipia dėmesį A. Žebrauskas.

Dar sudėtingiau, anot jo, rasti ir išgydyti ligą, kai žmogus pilnai suauga: „Kai mes suaugame, mus sudaro trilijonai ląstelių. Jos visos, tiek smegenų ląstelės, tiek kaulų čiulpų, ir visos kitos, turi tuos pačius genus. Taigi norint visame organizme pakeisti tą geną, kuris pažeistas, yra sudėtinga: jeigu tavo įrankis palies tik penkias ląsteles, o ląstelių yra milijardas, ar tu kažkas pasikeis?“ – retoriškai klausia A. Žebrauskas.

Dr. G. Gasiūnas pritaria, kad tai vis dar išlieka iššūkiu. O genų modifikavimas embrionuose yra prieštaringas etikos požiūriu. Mokslininkas prisimena 2018 m. Kinijoje įvykusį atvejį, kai mokslininkas prevenciškai modifikavo žmogaus embrioną: „Jis sušvirkštė ​„CRISPR“ dirbtinio apvaisinimo metu, taigi gimė genetiškai modifikuotos dvynės. Prasidėjo didelės diskusijos ir buvo priimtas mokslininkų moratoriumas, kad žmogaus embrionų negalima modifikuoti, nes kol kas nėra aiškios to pasekmės“, – sako dr. G. Gasiūnas.

Ar genų terapija padės išgydyti vėžį?

Dr. G. Gasiūnas atkreipia dėmesį, kad  vėžio atveju, jau yra taikoma „CAR-T“ terapija, kuri remiasi tuo, kad žmogaus imuninės ląstelės apmokomos, kaip atpažinti vėžines ląsteles. Taigi tikimasi, kad  su ​„CRISPR“  pagalba ir platesniu naudojimu ji atpigs, o pati technologija taps dar saugesnė.

A. Žebrauskas pasakoja, kaip tai vyksta: „Žmogaus ląstelės paimamos iš žmogaus kaulų čiulpų, laboratorijoje modifikuojamos,  išmokomos pulti tą konkretų vėžį, kuriuo žmogus serga, ir suleidžiamos atgal. Tos grąžintos ląstelės turi galimybę netgi daugintis. Ir tada jos užpuola visas metastazes“, – sako A. Žebrauskas.

Vis dėlto, vėžio atveju, ​„CRISPR-Cas9“ įrankį taikyti  yra iššūkių. Vėžys – tai liga, kuri atsiranda organizme iš spontaninių mutacijų, taigi jas labai sunku nuspėti. A. Žebrauskas pasakoja, jog vėžinės ląstelės pasižymi tuo, kad išlieka jaunos, ilgai gyvena, ir greitai dauginasi. Todėl vėžys auga labai sparčiai. „Jei jis jau „užsiveisė“, su genais nieko atgal nebeatsuksi. Šiuo atveju, genų terapijos gali būti nukreiptos imuninės sistemos kovai prieš vėžį. Tačiau vėžio biologija yra bjauri, tad jį vis tiek reikia pirmiausiai fiziškai pašalinti: operuoti, taikyti chemoterapiją, imunoterapiją“, – sako A. Žebrauskas.

Jis pastebi, kad kol kad nėra tiksliai žinoma, kokiais mechanizmais vėžys atsiranda, ir ar tai užkoduota genuose, ar tiesiog tam tikri žmogaus genai yra silpni: „Jei jie silpni, tai nereiškia, kad žmogaus genetika jam sukels vėžį. Gali būti, kad jo ląstelės silpniau atsistato, lėčiau pašalina kažkokius pažeidimus, ir tada žmogus suserga. Tai ne genetinė liga, o liga, kuri atsiranda gyvenimo eigoje“, – patikslina pašnekovas.

Kol kas tyrimai brangūs – ar tai nebus turtingųjų terapija?

Kadangi minimos terapijos ir tyrimai yra dar gana nauji, jų kaina kol kas yra didžiulė. Laidos svečias, Inovacijų agentūros Proveržio departamento direktorius Martynas Survilas kelia socialinės atskirties klausimą: „Ar tai nebus turtingųjų terapija?“ Jis ragina į tai atkreipti dėmesį, kad galimybė gydyti tam tikras ligas nevirstų finansine privilegija.

A. Žebrauskas antrina, kad kol technologijos naujos, jos tikrai brangios, ir kol kas mažai kam prieinamos. Visos genų terapijos kaina vienam pacientui, anot jo, siektų milijonus. „Nepakanka genų sekvenavimo, kurį dabar jau galima atlikti už maždaug 100 dolerių. Prisidėtų ir genų, ląstelių terapijos, brangūs reagentai, vaistai, priežiūra ligoninėje. Ir jokie sveikatos draudimai ar ligonių kasos tokių išlaidų prisiimti nedrįsta“, – sako A. Žebrauskas.

Vis dėlto, prognozės ateičiai – šviesios. A. Žebrauskas pasakoja, kad Ilgainiui, pati technologija turėtų atpigti. „Kai kurios šiuo metu labai brangios technologijos, tokios kaip „CAR-T“, jau dabar yra tobulinamos siekiant jas padaryti prieinamesnes. Pavyzdžiui, vietoje paciento ląstelių bandoma naudoti donoro arba kamienines ląsteles, kurias būtų galima modifikuoti iš anksto. Tokiu būdu terapija taptų labiau standartizuota – tarsi paruoštas vaistas, kurį galima tiesiog ištraukti iš šaldytuvo ir panaudoti“, – sako pašnekovas.

Kad nauji metodai būtų prieinami, vien mokslinių tyrimų nepakanka

Tam, kad naujos diagnostikos ir gydymo technologijos būtų pasiekiamos ne tik mokslininkų laboratorijose, bet ir taikomos praktiškai, reikia ir verslo įsitraukimo.

„Iš pradžių įmonės, kuriančios tokius produktus, patiria labai didelius kaštus ir investuoja į tai. Akivaizdu, kad jie sieks tą komercinę grąžą  vienaip ar kitaip susigrąžinti. Taigi pačioje pradžioje tie produktai bus sunkiai prieinami plačiai visuomenės daliai, bet vėliau, atsiradus  daugiau įmonių, vystančių panašų produktą, tai turėtų atpigti, kaip ir visi kiti produktai“, – sako M. Survilas. Genų terapija yra personalizuotos medicinos įrankis, orientuotas į kiekvieną individualų atvejį, o ši kryptis, pasak M. Survilos, tik populiarės.

Kad mokslo progresas šioje srityje vyktų toliau, valstybė skiria tam didelį dėmesį. „Inovacijų agentūra, kartu su švietimo mokslo ir sporto ministerija, šiuo metu kuruoja projektą, kurio viena iš misijų ir yra „Inovacijos sveikatai“. Jai skirtas 33 milijonų finansavimas, kuris bus panaudojamas tiek genų inžinerijos tobulinimui, tiek inovatyvių produktų sveikatai kūrimui. Bus steigiamas ir genų kompetencijų centras“, – sako M. Survilas. Anot jo, šis kompetencijų centras prisidės tiek prie naujų diagnostikos priemonių ir produktų kūrimo, tiek prie mokslo ir verslo bendradarbiavimo, bei pritrauks specialistus iš užsienio.

Visą Inovacijų agentūros tinklalaidę „Ateities architektai“ žiūrėkite Inovacijų agentūros „YouTube“ paskyroje. Ją taip pat galite rasti ir „Spotify“.