Génterápia mesterséges kromoszómával

A génterápia lényege, hogy ha egy szervezetben adott betegségért jól meghatározott gén hibája felelős, úgy ez kívülről bevitt génnel pótolható. A konvencionális génterápia alapvető paradigmái szerint egy gyógyítandó sejtbe a terápiás terméket kódoló génszakasz különböző hordozókkal vihető be.

A szakasz méretétől függően ezek a hordozók lehetnek bakteriális nukleinsav-részek, fertőzőképes vírusok, vagy fertőzőképességüket már elvesztett, ún. non-infektív vírusok. A vírusokkal történő génterápia hátránya azonban, hogy nagyobb szakaszok nem vihetők be, illetve időnként maguk, a terápiás kontroll alól elszabaduló vírusok is betegségeket, például tumorokat okozhatnak.

Hadlaczky Gyula vezetésével az MTA Szegedi Biológia Központjának Genetikai Intézetének kutatócsoportja azonban olyan génterápiás megoldás kifejlesztéséhez fogott hozzá, amely nem rendelkezik a fenti hátrányokkal. Erőfeszítéseiket siker koronázta: pár évvel ezelőtt létrehozták a világon először, és egyedülálló módon a mesterséges kromoszómát.

SATAC – a mesterséges kromoszóma

A SATAC (szatellit alapú DNS mesterséges kromoszóma) létrehozásában igen sok kritériumot figyelembe kellett venniük a kutatóknak: ne tartalmazzon olyan variábilis DNS-elemeket, amelyek megváltozása az érintett sejt, szövet vagy szervezet működését károsan befolyásolja; ne épüljön be a sejt saját kromoszómáiba, az eredeti génállomány felépítését, működését ne változtassa meg; az általa szállított gén, kódoló szekvenciák működése szabályozott és számuk ellenőrizhető legyen, valamint alkalmas legyen a nagyméretű (akár több millió bázispár hosszúságú) gének bevitelére és ezek működőképességének biztosítására.

A kromoszóma olyan struktúra, amely sejtjeinkben a fenti kritériumoknak elvileg megfelel, stabil és biztonságos. Hogyan hozható létre azonban olyan kromoszóma, amely az általunk megtervezett, például terápiás működésű, termékeket kódoló nukleinsav-sorrendet viszi a sejtekbe?

Saját idegen

A kromoszómaépítés közel sem egyszerű receptjéhez szükség van egy működőképes centromerre (a kromoszóma stabilitását és biztonságos szétválását teszi lehetővé a sejtosztódás során), továbbá kell egy jelzőgén, hogy tudjuk, odaért-e a kromoszóma, ahova szántuk, és működik-e.

Szükséges ezeken felül a DNS-szekvencia sokszorozódásáért felelős szakasz, némi töltelék szekvencia, amely a méretet biztosítja, és a kromoszóma végére a jellegzetes telomer, amely lezárja azt. Nem utolsó sorban pedig kell egy gén, amelyet bejuttatni kívánunk.

Az emlőssejtekben azonban ennél egyszerűbben is létrehozható idegen kromoszóma. Ha idegen DNS-t ültetünk meghatározott kromoszóma szakaszokra, az a beépülés közvetlen környezetében egy amplifikációs programot (megsokszorozódást) indít be. Ennek következtében új kromoszómakar, új centromer, s végül új, géneket nem hordozó, szatellit DNS-ből álló mesterséges kromoszóma jön létre. Ez a kromoszóma viszont kizárólag azokat a géneket hordozza, amelyeket a folyamatot beindítandó, mi juttatunk az emlőssejtbe.

Új kromoszóma, új faj

A kromoszómát létrehozó sejtekből azok kinyerhetők és vékony üvegkapillárison keresztül egy emlősembrióba injektálhatók. Így született meg Szegeden az egészséges Lucy, az első olyan egér, amely a faj szigorúan értelmezett definíciója szerint nem is az, hiszen 40 helyett, 41 kromoszómával rendelkezik.

A „feles” kromoszóma nem befolyásolta az „új egér” szaporodóképességét, sőt a mesterséges kromoszóma öröklődött a megszületett kisegereiben is. Ezek alapján elképzelhető az is, hogy például olyan kromoszómákat építsenek a sejtekbe, amelyek génei csak a tejmirigyben jutnak érvényre, így a gyógyszer egyszerűen lefejhető az állatból.

A jövő jelen időben

A mesterséges kromoszóma üzleti érdekű felhasználására létrejött Chronos kanadai cég a BioProcessing Journal legutóbbi számában arról számolt be, hogy a szegedi licensz felhasználásával emberi, a vérképzést elősegítő hatású, erithropoetint kódoló gént juttattak egér sejtekbe. A sejtek egerekbe történő injekciózása hatására az állatok vörösvértest-képzése nagy mértékben megnövekedett.

Ez a kísérlet csak modell, hatékonyságát, biztonságosságát illetően még sok vizsgálatot kell elvégezni. Mindenestre elképzelhető, hogy a vérképzőrendszeri zavarokban szenvedők, sugárterápiával kezeltek életére a jövőben a technika jótékony hatással lesz.

A mesterséges kromoszóma gyógyíthatóvá tehet olyan betegségeket, amelyek hatékony kezelése ma még csak a tudományos fantasztikum témakörét gyarapítja, valamint gazdaságosan termelhetővé, tisztán előállíthatóvá válhatnak olyan gyógyszerek, amelyek napjainkban a harmadik világba áruknál fogva még csak ritkán juthatnak el.