Η τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR δείχνει πρώιμα ελπιδοφόρα αποτελέσματα ως θεραπευτική στρατηγική για τον επιθετικό και δύσκολο στη θεραπεία καρκίνο του εγκεφάλου, γνωστό ως πρωτοπαθές γλοιοβλάστωμα, σύμφωνα με ευρήματα νέας μελέτης από τα Ινστιτούτα Gladstone που δημοσιεύεται στο Cell Reports.
Χρησιμοποιώντας μια νέα τεχνική που έχουν ονομάσει «τεμαχισμός καρκίνου», οι ερευνητές προγραμμάτισαν το CRISPR να στοχεύει επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες DNA που υπάρχουν μόνο σε υποτροπιάζοντα κύτταρα όγκου και στη συνέχεια να εξαλείφει αυτά τα κύτταρα αφαιρώντας τα.
Δουλεύοντας με κυτταρικές σειρές από έναν ασθενή του οποίου το γλοιοβλάστωμα επέστρεψε μετά από προηγούμενες θεραπείες, η ομάδα χρησιμοποίησε το CRISPR για να καταστρέψει τα καρκινικά κύτταρα, ενώ παράλληλα γλίτωσε τα υγιή κύτταρα.
«Το γλοιοβλάστωμα είναι ο πιο κοινός και θανατηφόρος καρκίνος του εγκεφάλου και οι ασθενείς εξακολουθούν να μην έχουν καλές θεραπευτικές επιλογές», λέει ο Christof Fellmann, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης στο Gladstone και προσθέτει:
«Οι ασθενείς συνήθως λαμβάνουν χημειοθεραπεία, ακτινοβολία και χειρουργική επέμβαση, αλλά οι περισσότεροι υποτροπιάζουν μέσα σε λίγους μήνες. Θέλαμε να μάθουμε αν μπορούσαμε να κάνουμε κάτι εκτός πλαισίου που θα μπορούσε να ξεπεράσει αυτό το πρόβλημα της υποτροπής».
Βρίσκοντας τον κρυμμένο κώδικα με γονιδιακή θεραπεία
Οι θεραπείες για τον καρκίνο σπάνια σκοτώνουν όλα τα καρκινικά κύτταρα. Στο γλοιοβλάστωμα, όπως και σε πολλούς άλλους εξαιρετικά υποτροπιάζοντες καρκίνους, τα καρκινικά κύτταρα που διαφεύγουν της θεραπείας αναπτύσσουν πολλαπλές γενετικές προσαρμογές ή μεταλλάξεις, που τους επιτρέπουν να πολλαπλασιαστούν.
Με βάση την προηγούμενη έρευνά της, η ομάδα του Ινστιτούτου Gladstone υπέθεσε ότι αυτά τα μεταλλαγμένα κύτταρα έχουν μια μοναδική γενετική υπογραφή που θα μπορούσε να στοχευτεί.
Χρησιμοποιώντας υπολογιστικές μεθόδους για την ανάλυση ολόκληρων γονιδιωμάτων καρκινικών κυττάρων, η ομάδα έψαξε βαθιά στο μη κωδικοποιητικό DNA για να εντοπίσει τον επαναλαμβανόμενο κώδικα που μοιράζονταν όλα, ακόμα κι αν είχαν διαφορετική ποικιλία μεταλλάξεων.
Στη συνέχεια, οπλισμένοι με αυτά τα δεδομένα, οι επιστήμονες μπόρεσαν να καθοδηγήσουν το CRISPR στα μεταλλαγμένα καρκινικά κύτταρα και να τα καταστρέψουν.
«Βλέπουμε το CRISPR ως μια πύλη για μια νέα θεραπευτική προσέγγιση που δεν θα υπόκειται στην πιθανότητα διαφυγής των καρκινικών κυττάρων», λέει ο Δρ. Fellmann και προσθέτει: «Ο τεμαχισμός του καρκίνου θα μπορούσε να έχει δυνατότητες όχι μόνο για το γλοιοβλάστωμα, αλλά πιθανώς και για άλλους υπερμεταλλαγμένους όγκους».
Μεγάλο μέρος της εργασίας διεξήχθη στο εργαστήριο της ανώτερης ερευνήτριας του Gladstone και συγγραφέα της εργασίας, Jennifer Doudna, η οποία έλαβε το Νόμπελ Χημείας 2020 για τη ανακάλυψη της τεχνολογίας επεξεργασίας γονιδίων CRISPR-Cas9.
Επίσης σημαντικό ρόλο στη μελέτη έπαιξε ο Mitchel Berger, νευροχειρουργός και διευθυντής του Brain Tumor Center στο UCSF, του οποίου η ομάδα βοήθησε στην εξασφάλιση δειγμάτων κυττάρων που προέρχονται από ασθενείς που ενίσχυσαν την κλινική συνάφεια των αποτελεσμάτων και ο Alexendar Perez από το UCSF που έκανε μεγάλο μέρος της υπολογιστικής εργασίας.
Ένας νέος ρόλος για το CRISPR
Μέχρι πολύ πρόσφατα, το CRISPR χρησιμοποιούταν κυρίως για την ανάπτυξη θεραπειών ή ως πολύτιμο ερευνητικό εργαλείο, αλλά όχι ως θεραπευτική μέθοδος.
Αυτό άλλαξε στα μέσα Νοεμβρίου, όταν οι ρυθμιστικές αρχές του Ηνωμένου Βασιλείου ενέκριναν την πρώτη θεραπεία με βάση το CRISPR, η οποία έχει σχεδιαστεί για τη θεραπεία της δρεπανοκυτταρικής νόσου και της β-θαλασσαιμίας. Στις ΗΠΑ, ο FDA αναμένεται να εκδώσει απόφαση για την ίδια θεραπευτική προσέγγιση στις αρχές Δεκεμβρίου.
Η ομάδα πίσω από τη νέα μελέτη λέει ότι χρειάζεται πολλή δουλειά για να προωθήσει τα πολλά υποσχόμενα ευρήματα σε μια θεραπεία που είναι έτοιμη να δοκιμαστεί σε ασθενείς. Μεταξύ των εναπομεινάντων προκλήσεων είναι ο καθορισμός του τρόπου χορήγησης του CRISPR σε ασθενείς με γλοιοβλάστωμα και ο τρόπος διασφάλισης μη ανεπιθύμητων επιπτώσεων εκτός στόχου.
Όμως, παρά τα αναπάντητα ερωτήματα, οι επιστήμονες δηλώνουν αισιόδοξοι για μια ασθένεια που έχει απασχολήσει την ερευνητική κοινότητα για περισσότερο από μια δεκαετία.
«Καταλαβαίνουμε τόσα πολλά σήμερα για το γλοιοβλάστωμα και τη βιολογία του, ωστόσο τα θεραπευτικά σχήματα δεν έχουν βελτιωθεί. Τώρα έχουμε έναν ακριβή τρόπο να στοχεύσουμε τα κύτταρα που οδηγούν τον καρκίνο και ελπίζουμε ότι αυτό μπορεί μια μέρα να οδηγήσει σε θεραπεία», καταλήγουν οι ερευνητές.