Desde la Mutación hasta la terapia génica من الطفرة إلى العلاج الجينيّ From Mutation to Gene Therapy

En Marzo de 2013 se publicó un artículo en la Revista “Human Gene Therapy” que es una historia que relatan los autores desde que se descubrió la mutación de un gen y sus consecuencias en los pacientes hasta que se desarrolló y aprobó la terapia génica para esa enfermedad. Como me pareció muy interesante les cuento las partes que mas me llamaron la atención de esta historia

En Noviembre de 2012 se aprobó el primer fármaco basado en terapia génica para el tratamiento de la deficiencia de lipoproteín lipasa (LPL) una enfermedad  producida por tanto deleciones como inserciones en el gen que codifica dicha enzima (Langlois et al., 1989)

El fármaco se llama “alipogene tiparvovec” y está recientemente aprobado para el mundo occidental.

La historia comenzó hace 26 años atrás, cuando en el laboratorio del Dr. M Hayden de la Universidad de Columbia en Vancouver, Canadá. El Dr. Kastelein, un médico Holandés que se dedicaba al estudio de enfermedades lipídicas y fué a aprender algunas de las por entonces “nuevas técnicas de biología molecular” como el Southern blot, extracción de ADN y demás.

Leer más, aquí

http://lacienciaysusdemonios.com/2013/06/21/desde-la-mutacion-hasta-la-terapia-genica

 

Targeted gene therapies: tools, applications, optimization

 

Gene therapy: advances, challenges and perspectives  

 

 

 

نُشِرَ في شهر مارس آذار 2013 مقال بمجلة العلاج الجيني البشريّ حول تاريخيّة الأمور الجينيّة منذ إكتشاف الطفرة الجينيّة وتبعاتها عند المرضى وصولاً لتطوير ونجاح العلاج الجينيّ لمرض أولئك. 

 

وأرى من المُفيد أن نتحدث عن بعض ما ورد بذاك المقال، كنقاط لفتت إنتباهي بهذا التأريخ الجينيّ.

في شهر نوفمبر تشرين ثاني عام 2012، حاز أوّل دواء مؤسّس على العلاج الجينيّ على الموافقة، وهو مخصّص لعلاج مرض عوز البروتين الدهنيّ كمرض ناتج عن خلل في الجين المسؤول عن قوننة (تشفير) الأنزيم ليباز البروتين الشحمي.

 

يسمى هذا الدواء أليبوجين تيبارفوفيك وحاز على الموافقة بكامل العالم الغربيّ.

بدأت القصّة منذ 26 عام، عندما كرّس الطبيب الهولندي جون كاستلاين في جامعة كولومبيا في مدينة فانكوفر الكنديّة دراساته لأمراض إضطرابات الدهون في مختبر الدكتور ميخائيل ر. هايدن، حيث تعلّم بعض التقنيات الجديدة في علم الأحياء الجزيئيّ، من قبيل:

 

 Southern blot، تقنية إستخراج DNA وغيرها.

برزت لدى واحد من أوائل المرضى الكنديين عوارض:

 

 تبقعات جلدية صفراء، إفراط بالغليسيريد الثلاثي في الدم، ألم بطنيّ مزمن، إلتهابات بنكرياسيّة .. الخ

 

وهذه كلها عوارض كلاسيكيّة لمرض عوز البروتين الدهني سالف الذكر. 

 

وبمقارنة تسلسل الحمض النووي DNA للمريض مع تسلسل الجين العاديّ، حدّدوا أوّل طفرة بالجين، الذي يتسبّب بهذا العوز.

جرت ملاحظة حذف وإدماج بالأليلات الأموميّة والأبويّة للمريض، وإستنتجوا أنّ تلك الطفرات قد سبّبت هذا المرض. 

 

 مشكلة علاج هذا المرض، أنّه حتى لو قللوا من إستهلاك الدهون، غالباً، ما تستمرّ أعراضه. ويتوجب على المريض، بكثير من الأحيان، اللجوء للمشافي، إضافة لأنّه قد تحصل حالات وفاة بسبب إلتهاب البنكرياس بالتحديد.

بناءاً على هذا، ركّز الدكتوران كاستلاين وهايدن جهودهما على تمييز الطفرات المتنوعة التي تسبّب هذا المرض، وتحليل الصيغ الممكنة لعلاج المشكلة من الجين ذاته.

 

 توسّع البحث عبر العالم وتبيّن بأنّ أعلى معدّل إصابة في العالم بهذا المرض، توجد بمنطقة الكيبيك الكندية (1 من أصل 6,382 من المصابين بأمراض) مقارنة بباقي مناطق العالم بنسبة (1 من أصل 100000 من المصابين بأمراض).

 

 أمكن لإعادة بناء الأشجار الوراثيّة المساعدة بفهم أنّ الأثر المؤسِّس للطفرة، قد أتى مع أوائل الأفراد القادمين إلى الكيبك خلال القرن الثامن عشر من إسكتلنده وفرنسا. 

 

وأسماء الطفرات التي عُثِرَ عليها عند أولئك المرضى، هي:

 

 G188E (من 20 إلى 30%) 

 

 P207L (بحدود 70 %)

 

 وهي، كذلك، التي تجعل الجين لا يقوم بإنتاج البروتين اللازم لتحطيم الدهون، الأمر الذي يقود للإصابة بهذا االمرض.

فكّروا بحقن الأنزيم عند المرضى وريدياً، لكن، متوسط حياة الأنزيم بالجسم أقلّ من 10 دقائق، الأمر الذي لا يحلّ المشكلة، وبالتالي، لا يعالج المرض.

 

 أدّى التقدُّم ببحث الموضوع إلى تحديد وظيفة هذا الأنزيم، وأمكن تحديد إنتاجه لعملية كسر جزيء الغليسيريد الثلاثيّ إلى الدقائق الكيلوسيّة والبروتين الشحميّ المُنخفضة الكثافة، لأجل تكوين الأحماض الدهنيّة الحرّة، التي تعمل كمصدر للطاقة للعضلات أو يُحتفظ بها كمخزون في الأنسجة الدهنيّة لإستعمالات لاحقة. 

 

تابع البحث سيره وجرى تطوير نموذج على الفئران في جامعة واشنطن. 

 

هكذا، بدأ إكتشاف إمكان تحقيق علاج جينيّ لتعويض غياب الأنزيم الذي يحقق للمرضى وقف هذا المرض.

في الواقع، يعود التصوُّر الأوليّ لمسألة العلاج الجينيّ للعام 1947 وعبر تصحيح عمل جين مختلّ (معطوب، مُصاب ... الخ). 

 

لكن، بوقت لاحق، وخلال العام 1968، طُرِحَتْ فكرة إستعمال فيروس معدّل لحمل الجين المعطوب عند المرضى، حيث فكروا بالعمل على النباتات في اللحظة الأولى لا على البشر. 

 

لكن، لم يتحقق هذا حتى العام 1990، حيث تمكنوا، بنجاح، من إنتاج علاج نقص مناعة نادر ناتج عن طفرة في الجين المسؤول عن تشفير الأنزيم أدينوزين ديميناز، عبر إستخدام عنصر ناقل للجين العادي (فيروس قهقريّ).

 

 لكن، وبهذا الإطار، بحثوا بين فيروسات قهقريّة وغدّانيّة متنوعة بوصفها نواقل جين عادي منذ العام 1995. 

 

مع ذلك، فقد أثبتت الدراسات الأوليّة على أنّ العلاج ليس كافياً لتأكيد مدّة المستوى العلاجيّ لهذا المرض لتقديم الفائدة للمرضى.

بوقت لاحق، كرّس الباحث كولين روس دراساته في الدكتوراه على الفيروسات المرتبطة بالغدية لإمكانيّة إستعمالها بهذا المرض. وهي فيروسات لا تسبّب الأمراض، وتملك فوائد جمّة للإستخدام بالعلاج الجينيّ، هي على التوالي:

لا تسبّب الإلتهابات في الخلايا المُضيفة.

تسبّب إستجابة مناعيّة كاملة أو لا شيء.

يمكن إدخالها بخلايا لا تتعرّض للإنقسام.

تندمج بمكان وحيد في جينوم خليتها المُضيفة، وهو بالتحديد الكروموزوم 19 عند البشر.

تمتلك تعبير متواصل في المُضيف.

لم تكن أوائل المحاولات لاستخدام هذا الفيروس في جينوم الفئران العادي، بغياب الأنزيم، فعّالة، لأنها لم تقم بتعديل كميّات ثلاثي الغليسيريد في الدم.

أجروا سلسلة من التعديلات في الناقل لمحاولة تحسين الإستجابة، وكذلك، الجين الذي أدخلوا به الناقل. دُرِسَ الشكل المغاير (النُسخة المغايرة) للجين العادي S447X ومن المعروف بأنّه موجود لدى 10 إلى 25% من الأشخاص، وهي فعّالة جداً عند لحظة تنظيم الدم من ثلاثي الغليسيريد. 

 

كذلك، طوروا تعديلات بإنتحاء أو جاذبيّة الفيروس تجاه النسيج العضليّ.

في شهر يناير كانون ثاني 2002، حقنوا الفئران المصابة بضعف عضليّ بهذا الناقل المُحضّر والشكل المغاير للجين AAV1LPL S447X، وإثر مرور إسبوعين، لاحظوا حدوث إنخفاض بمستوى ثلاثي الغليسيريد بالدم. 

 

صارت بلازما الدم ذات لون أبيض شفّاف (عادي أو طبيعي) ونَقُصَ تركيز ثلاثي الغليسيريد بمعدّل 25 مرّة أقلّ. 

 

وهو ما قادهم لمحاولة تكرار المحاولة مع حيوانات أكبر حجم من الفئران، لكن، ظهرت صعوبة بسبب بروتوكولات الحماية، التي لا تسمح بإجراء الإختبارات عليهم.

 

 لكن، تعرَّفَ الدكتور هايدن، وخلال تواجده بمؤتمر دوليّ، على الدكتور البيطريّ ديفيد بويد الباحث في بالمرستون نورث نيوزيلنده والذي عمل على الإضطرابات الدهنيّة عند القطط، وعملا سوياً حيث تمكنا من رؤية الشبه بين القطط ومرضى البشر بمرض عوز البروتين الدهني سالف الذكر، الأمر الذي شكّل مفاجأة لهما!!

 هكذا، تمكنوا من تنفيذ علاج النواقل في القطط المصابة بهذا المرض، وبتلقي دعم قويّ من مجموعة الباحثين البيطريين والجمعيات المهتمة بالحيوانات، حيث حقنوها بجرعات خفيفة من AAV1-LPL S447X.

 

 لم تحقق الإختبارات النتائج المتوخاة، ولهذا، قاموا بزيادة الجرعة لعشرين ضعف لتحصيل نتائج، وبعدها تمّ تحقيق تخفيض بثلاثي الغليسيريد البلازميّ خلال إسبوع من العلاج، لكن، عبر إستخدام علاج بدواء كبت المناعة، وكان هذا ضرورياً نتيجة الفارق بين الجين البشريّ والجين الموافق عند القطط. ولو أنّ النتائج ليست مثاليّة، بين كل الصيغ المتوفرة، فقد نجحت وسمحت بتطبيق أوائل الإختبارات السريريّة مع النواقل.

وهنا، سنستعرض أوائل الاختبارات، التي حصلت بهولنده ومناطق أخرى من العالم، على مرضى الضعف الناتج عن طفرة جينية وهو ما أسميناه منذ بداية المقال: عوز البروتين الدهني.

بيّنت النتائج عند أوّل مريض، حصول تخفيض بالدهون البلازميّة، بعد مرور 12 إسبوع من العلاج لأربع نُسخ جينيّة للناقل gc للكغ الواحد من الوزن، وعبر حقن عضليّ. 

 

لم يلاحظوا ظهور عوارض جانبيّة، لكن، وللضرورة، استخدموا دواء كبت مناعة لوجود آثار جانبيّة على بروتينات القفيصة الفيروسيّة. 

 

كذلك، استحالت زيادة الجرعة لأنّ الفيروس، قد أُنتِجَ في خلايا جنينيّة من الكلية، الأمر الذي ولّد ردود فعل مناعيّة وأنتج القليل للتجارب السريريّة. 

 

إلى أن استعملوا خلايا حشرات مؤسّسة على نماذج فيروسات عصوية والتي سمحت بإنتاج الناقل بكميات كبيرة. 

ويُعرف هذا العلاج بإسم (alipogene tiparvovec) والذي بالإمكان إمتلاكه لتطبيقات بجرعات كبيرة.

حصل الاختبار السريريّ الثاني بتقنية العلاج Alipogene tiparvovec وإسمها التجاري غليبيرا Glybera في منطقة الكيبك الكندية، وكذلك، لأربع نُسخ جينيّة للناقل gc للكغ الواحد من الوزن، وعبر حقن عضليّ. وجرى إختيار مرضى لديهم إلتهابات بنكرياس. كذلك، إستخدموا أدوية كبت مناعة. حققوا آثاراً بمرور 12 إسبوع من العلاج، ولم يكن هناك عوارض جانبيّة خلال عامين من العلاج. حصَّلوا تخفيض بشحوم بلازما الدم من 40 إلى 70% بصورة مستمرة. 

 

وبعد مرور العامين: حققوا نتائج مرغوبة عند المرضى.

فقد لاحظوا أنّ 64% من المرضى، قد تمكنوا من تناول أغذية، قد مُنِعَت عنهم، إضافة لتخفيف الآلام البطنيّة ومؤشرات الإلتهابات البنكرياسيّة التي انخفضت للخُمس.

بعد تأجيلات عديدة، بالنهاية، وفي شهر نوفمبر تشرين ثاني 2012، وافقت الوكالة الاوروبيّة للأدوية على إستخدام العلاج Alipogene tiparvovec كأوّل علاج جينيّ نظامي في الغرب. 

 

نأمل أن يساهم هذا التأريخ بفتح الأبواب نحو علاجات جينيّة أخرى، هي هامّة ومفيدة عند المصابين بأمراض وراثيّة كهذا المرض.