Tyto nemoci mají často genetický původ a způsobuje je chyba v genetickém kódu. Ten je uložen v lidské DNA, nesoucí genetické informace - v podstatě lze DNA popsat jako větu popisující celého člověka. Pokud se v tomto genetickém popisu vyskytne "překlep", může způsobit i závažnou chorobu. CRISPR / Cas9 umí od roku 2016 DNA měnit a "překlepy" opravovat.

Molekulární nůžky stříhající chybné díly

Princip léčby je zhruba následující: vědci odstraní pomocí nástroje CRISPR některé lidské buňky, upraví DNA, aby odstranili poruchu, a poté vrátí buňky zpět s tím, že teď by měly být proti nemocem vyzbrojeny. Odborný server Science News přirovnává tento nástroj k jakýmsi "molekulárním nůžkám", schopným vystřihnout vadnou genetickou mutaci.

Pokud první klinické studie dopadnou dobře, měl by být CRISPR nasazen i na zkušební léčbu dědičné slepoty, Duchennovy svalové dystrofie, cystické fibrózy a celé řady dalších vrozených chorob, které trápí miliony lidí po celém světě.

"CRISPR je tak fascinující a tak elegantní," pochválila pro server Science News nový systém léčby Laurie Zolothová, bioetička Chicagské univerzity. Upozorňuje však také na to, že zatím není jisté, zda tento nástroj dokáže dostát nadějím, jaké kolem něj mediální humbuk vytvořil. "I jiné zdánlivě slibné technologie a léčebné metody nakonec zapadly. Například injekce s kmenovými buňkami sice pomohly znovu chodit ochrnutým krysám, ale u lidí už tak dobře nefungovaly," dodává Zolothová.

Reputaci CRISPR také loni poškodil případ z Číny, kdy jeden čínský vědec upravil gen v embryu, které se poté vyvinulo ve dvě holčičky. Současné klinické studie však podle vědců takto eticky sporné nejsou, neboť nepovedou ke změnám DNA, které lze dědit. "Přesto je potřeba být opatrný, pracujeme už s lidmi," dodává Alan Regenberg, bioetik z Bioethics Johns Hopkins Berman Institute.

Důležité je správně zamířit

CRISPR / Cas9 byl původně vyvinut k boji proti škodlivým virům a bakteriím. Během let 2012 a 2013 však vědci zjistili, že je možné jej vyladit tak, aby byl schopen "řezat" DNA na přesných místech a díky tomu odstraňovat případné chyby v genetickém kódu. Poté předvedli, jak by mohl být v lidských i zvířecích buňkách použit. Součástí CRISPR je i část RNA, ribonukleové kyseliny, kterou představuje jednovláknová genetická molekula podobná DNA - toto vlákno pak dokáže dovést enzym zvaný Cas9 ke konkrétnímu místu v lidském genomu, tedy v "knize genetických instrukcí", kterou má v sobě každý člověk. Enzym je přitom schopen "prořezat se" oběma řetězci dvojité šroubovice DNA. Tyto řezy lze využít k deaktivaci určitých genů, vyříznutí problematických míst v DNA nebo dokonce k jejich opravě. 

Problém může nastat tehdy, pokud CRISPR zamíří na nesprávné místo, což může mít za následek nežádoucí úpravu a nepožadovaný účinek. "Ne vždy plně rozumíme všem změnám, které provádíme. I když změníme to, co chceme změnit, stále zůstává otázka, zda ve výsledku dojde jen k tomu, co si přejeme, a jestli neděláme i něco, co už nechceme," říká Regenberg.

Podle genetika Richarda Conlona je však CRISPR i přesto přesnější než konvenční genová terapie a může být schopen léčit některá onemocnění, jež tato terapie už nezvládá. Není však jednoduché dostat ho do buněk tam, kde je potřeba, dodává Conlon, jenž vedl v odborném časopisu Genes & Diseases diskusi o problémech s úpravou zmutovaného genu způsobujícího cystickou fibrózu.

Do boje s rakovinou a poruchou krvetvorby

Při testování léčby nádorových onemocnění a poruch krvetvorby tento problém odpadá, protože vědci nemusí dostávat CRISPR / Cas9 do těla. Místo toho odeberou pacientům zařazeným do zkušební léčby krvetvorné kmenové buňky, s nimiž pak dále pracují v laboratorních miskách.

Vědci z Pensylvánské univerzity použili terapii s využitím CRISPR / Cas9 u dvou pacientů s opakovaným výskytem rakoviny - jeden z nich má mnohočetný myelom, tedy nádorové onemocnění kostní dřeně napadající bílé krvinky, druhý sarkom neboli zhoubný nádor pojivové tkáně. V rámci probíhajícího pokusu obdrželi oba T-lymfocyty, tedy imunitní bílé krvinky, naprogramové s pomocí CRISPR tak, aby na rakovinné buňky útočily a likvidovaly je. Podobné zkoušky probíhají také v Číně.

Testuje se také léčba dvou onemocnění krvetvorby, konkrétně srpkovité anémie a beta-talasémie. Obě tyto nemoci vznikají v důsledku mutace genu pro hemoglobin, bílkovinu, která zodpovídá za roznos kyslíku v červených krvinkách. "Celá terapie je navržena tak, aby napodobala opravu, kterou vymyslela sama příroda,"  říká David Altshuler, hlavní vědec společnosti Vertex Pharmaceuticals.

Jde o to, že existuje takzvaná plodová forma hemoglobinu, která pomáhá plodům v lůně získat víc kyslíku z mateřské krve. Tuto formu přestává organismus produkovat většinou po narození. U některých lidí se však vyskytuje neškodná genetická vada, která způsobuje produkci plodového hemoglobinu po celý život. Pokud tito lidé zdědili také mutaci srpkovité anémie nebo beta-talasémie, tak těmito nemocemi netrpěli. "Plodový hemoglobin kompenzuje vadu způsobující toto onemocnění," uvádí Altshuler.

Společnost Vertex nyní ve spolupráci s firmou CRISPR Therapeutics zkoušejí, zda dokážou pomocí řezů CRISPT / Cas9 napodobit genetickou variantu, při níž je plodový hemoglobin produkován po celý život a zmírňuje projevy poruch krvetvorby. "Jsme přesvědčeni, že úpravy, které provádíme v buňkách, vedou k jasnému a reprodukovatelnému zvýšení plodového hemoglobinu," říká Altshuler.

Obě firmy v únoru oznámily, že nasadily tuto léčbu zkušebně v případě jednoho pacienta s beta-talasémií. V červenci pak začaly používat týž typ léčby i pro srpkovitou anémii. Výsledky těchto pokusů ale zatím vědci nezveřejnili.

Naděje zůstává

I kdyby tyto první pokusy nedopadly tak, jak vědci doufají, CRISPR by podle nich neměl zapadnout. "Ta technologie by se měla používat dál. Vytrvalost se vyplácí. I konvenční genová terapie se po prvotních neúspěších dokázala proti některým nemocem prosadit. Jde o to najít správné řešení pro správnou nemoc," říká Charles Albright, vedoucí vědec Editas Medicine. 

Americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv schválil v květnu genovou terapii pro děti se spinální svalovou atrofií, což je oslabující a často i smrtící vrozené onemocnění způsobené mutací, která deaktivuje gen SMN1. Tento gen je nezbytný pro přežití a správné fungování specializovaných nervových buněk zvaných motorické neurony. Děti s touto genetickou vadou proto bohužel často umírají, neboť jim selžou svaly, ovládající dýchání.

Úřad vydal dne 6. srpna zprávu, že byl upozorněn na problémy s manipulací s údaji při testování terapie na zvířatech, dodal ale také, že u lidí funguje terapie dobře a měla by zůstat na trhu. "Tyto děti se spinální svalovou atrofií, které by jinak zemřely, nyní prospívají, mluví, učí se a rostou. Je to ohromující," říká Conlon.

"Lidé mají zase naději. Moc si přeji, aby to fungovalo. Každý, kdo se vážně zabývá lidským utrpením, by si to měl přát. A doufat, že jsme našli lék dost silný a účinný," dodává Zolothová.