Geeniteraapia on suurendanud oodatavat eluiga

Spetsiifiliste geenide sihtimise abil on võimalik pikendada paljude loomaliikide, sealhulgas imetajate, keskmist eluiga, nagu on tõestatud paljudes uuringutes. Seni tähendas see aga loomade geenide pöördumatut muutmist embrüonaalses arengujärgus, mis on inimkeha jaoks teostatav lähenemisviis. Hispaania riikliku vähiuuringute keskuse (Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas, CNIO) teadlased eesotsas selle direktori María Blascoga on näidanud, et hiirte eluiga saab pikendada ühe ravimi süstimisega, mis on suunatud otse looma geenidele täiskasvanueas. Nad tegid seda geeniteraapia abil, mis on strateegia, mida pole vananemise vastu võitlemiseks kunagi kasutatud. Selle meetodi kasutamine hiirtel on tunnistatud ohutuks ja tõhusaks.

Uuringu tulemused avaldati ajakirjas EMBO Molecular Medicine. Geeniteraapia abil saavutasid CNIO teadlased koostöös Eduard Ayuso ja Fátima Boschiga Barcelona autonoomse ülikooli (Universitat Autònoma de Barcelona) loomade biotehnoloogia ja geeniteraapia keskusest täiskasvanud (üheaastaste) ja vanade (kaheaastaste) hiirtega tehtud katsetes „noorendava“ efekti.

Üheaastaselt ravitud hiired elasid keskmiselt 24% kauem ja kaheaastaselt keskmiselt 13%. Ravi viis ka loomade tervise olulise paranemiseni, lükates edasi vanusega seotud haiguste, näiteks osteoporoosi ja insuliiniresistentsuse, teket ning parandades vananemise markereid, näiteks neuromuskulaarset koordinatsiooni.

Kasutatav geeniteraapia hõlmas loomadele süstimist viirusega, mis sisaldas modifitseeritud DNA-d, milles viiruse geenid asendati ensüümi telomeraasi geenidega, millel on vananemises võtmeroll. Telomeraas parandab kromosoomide lõpposi, mida tuntakse telomeeridena, ja aeglustab seeläbi raku ja seega kogu organismi bioloogilist kella. Viirus toimib kandjana, toimetades telomeraasi geeni rakkudesse.

Uuring „näitab, et telomeraasil põhinevat vananemisvastast geeniteraapiat on võimalik arendada ilma vähi esinemissagedust suurendamata,“ ütlevad autorid. „Organismide vananedes akumuleeruvad neil telomeeride lühenemise tõttu DNA-kahjustused ja [käesolev uuring] näitab, et telomeraasil põhinev geeniteraapia suudab selliseid kahjustusi parandada või nende teket edasi lükata.“

Telomeerid kaitsevad kromosoomide otsi, kuid nad ei saa seda lõputult teha: iga rakujagunemisega telomeerid lühenevad, kuni nad on nii lühikesed, et kaotavad täielikult oma funktsionaalsuse. Selle tulemusena rakk lakkab jagunemast ning vananeb või sureb. Telomeraas hoiab seda ära, takistades telomeeride lühenemist või isegi taastades nende pikkuse. Põhimõtteliselt peatab või lähtestab see raku bioloogilise kella.

Kuid enamikus rakkudes on telomeraasi geen aktiivne ainult enne sündi; täiskasvanud rakkudes, välja arvatud mõned erandid, telomeraasi ei ekspresseerita. Need erandid on täiskasvanud tüvirakud ja piiramatult jagunevad vähirakud, mis on seetõttu surematud: mitmed uuringud on näidanud, et kasvajarakkude surematuse võti on just telomeraasi ekspressioon.

Just see risk – suurenenud tõenäosus haigestuda vähkkasvajatesse – takistabki telomeraasil põhinevate vananemisvastaste ravimite väljatöötamise uuringuid.

2007. aastal näitas Blasco töörühm, et on võimalik pikendada transgeensete hiirte eluiga, kelle genoomi oli embrüonaalses staadiumis pöördumatult muudetud: teadlased sundisid nende rakke telomeraasi ekspresseerima ja lisaks sisestasid neisse vähiresistentsete geenide lisakoopiaid. Sellised loomad elavad tavapärasest 40% kauem, ilma vähki haigestumata.

Hiired, kes said käesolevates katsetes geeniteraapiat, on samuti vähivabad. Hispaania teadlased usuvad, et see on nii, kuna ravi algab siis, kui loomad on täiskasvanud ja neil pole seetõttu aega koguneda piisavalt hälbivaid jagunemisi, mis kasvajaid tekitaksid.

Lisaks on väga oluline viiruse tüüp, mida kasutatakse telomeraasi geeni rakkudesse toimetamiseks. Autorid valisid pealtnäha ohutud viirused, mida on edukalt kasutatud hemofiilia ja silmahaiguste geeniteraapias. Eelkõige on need mittereplitseeruvad viirused, mis on saadud teistelt, kuid ei ole inimestele patogeensed.

Seda uuringut peetakse peamiselt kontseptsiooni tõestuseks, et telomeraasi geenipõhine ravi on teostatav ja üldiselt ohutu lähenemisviis haigusvaba eluea pikendamiseks ja lühikeste telomeeridega seotud haiguste raviks.

Kuigi see meetod ei pruugi inimestel vananemisvastase ravina rakendust leida, vähemalt lühiajaliselt, võib see avada uusi võimalusi kudedes ebanormaalselt lühikeste telomeeridega seotud haiguste, näiteks mõnede inimese kopsufibroosi juhtumite raviks.

Blasco sõnul: "Vananemist ei peeta praegu haiguseks, kuid teadlased peavad seda üha enam selliste seisundite nagu insuliiniresistentsus või südame-veresoonkonna haigused sagedaseks põhjuseks, mille esinemissagedus vanusega suureneb. Rakkude vananemise ravimisega saaksime neid haigusi ennetada."

„Kuna meie kasutatud vektor ekspresseerib sihtgeeni (telomeraasi) pika aja jooksul, saime piirata selle ühekordse manustamisega,“ selgitab Bosch. „See võib olla ainus praktiline lahendus vananemisvastaseks raviks, kuna teised strateegiad nõuaksid ravimi manustamist kogu patsiendi eluea jooksul, mis suurendaks kõrvaltoimete riski.“

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]