Terapia genowa zwiększyła oczekiwaną długość życia

Poprzez ukierunkowanie na określone geny możliwe jest wydłużenie średniej długości życia wielu gatunków zwierząt, w tym ssaków, co zostało udowodnione w wielu badaniach. Jednak do tej pory oznaczało to nieodwracalną zmianę genów zwierząt w fazie rozwoju embrionalnego, podejście, które nie jest wykonalne dla ludzkiego ciała. Naukowcy z hiszpańskiego Narodowego Centrum Badań nad Rakiem (Centro Nacional de Investigaciones Oncologicas, CNIO), kierowani przez jego dyrektorkę Marię Blasco, wykazali, że długość życia myszy można wydłużyć za pomocą pojedynczego wstrzyknięcia leku, który bezpośrednio oddziałuje na geny zwierzęcia w wieku dorosłym. Dokonali tego za pomocą terapii genowej, strategii, która nigdy nie była stosowana w walce ze starzeniem się. Stosowanie tej metody na myszach zostało uznane za bezpieczne i skuteczne.

Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie EMBO Molecular Medicine. Naukowcy z CNIO, wykorzystując terapię genową, we współpracy z Eduardem Ayuso i Fátimą Bosch z Centrum Biotechnologii Zwierzęcej i Terapii Genowej Uniwersytetu Autonomicznego w Barcelonie (Universitat Autònoma de Barcelona), osiągnęli „odmładzający” efekt w eksperymentach na dorosłych (jednorocznych) i starych (dwuletnich) myszach.

Myszy leczone w wieku jednego roku żyły średnio o 24% dłużej, a w wieku dwóch lat – średnio o 13%. Leczenie doprowadziło również do znacznej poprawy stanu zdrowia zwierząt, opóźniając rozwój chorób związanych z wiekiem, takich jak osteoporoza i insulinooporność, a także poprawiając markery starzenia, takie jak koordynacja nerwowo-mięśniowa.

Zastosowana terapia genowa polegała na wstrzykiwaniu zwierzętom wirusa zawierającego zmodyfikowane DNA, w którym geny wirusowe zostały zastąpione genami enzymu telomerazy, który odgrywa kluczową rolę w starzeniu się. Telomeraza naprawia końcowe odcinki chromosomów, znane jako telomery, i w ten sposób spowalnia zegar biologiczny komórki, a zatem całego organizmu. Wirus działa jako nośnik, dostarczając gen telomerazy do komórek.

Badanie „pokazuje, że możliwe jest opracowanie terapii genowej przeciwstarzeniowej opartej na telomerazie bez zwiększania częstości występowania raka” – mówią autorzy. „W miarę starzenia się organizmów gromadzą się uszkodzenia DNA spowodowane skracaniem telomerów, a [to badanie] pokazuje, że terapia genowa oparta na telomerazie może naprawić lub opóźnić wystąpienie takich uszkodzeń”.

Telomery chronią końce chromosomów, ale nie mogą tego robić w nieskończoność: z każdym podziałem komórki telomery stają się krótsze, aż staną się tak krótkie, że całkowicie stracą swoją funkcjonalność. W rezultacie komórka przestaje się dzielić i starzeje się lub umiera. Telomeraza zapobiega temu, zapobiegając skracaniu się telomerów lub nawet przywracając ich długość. Zasadniczo zatrzymuje lub resetuje zegar biologiczny komórki.

Ale w większości komórek gen telomerazy jest aktywny tylko przed narodzinami; w komórkach dorosłych, z kilkoma wyjątkami, telomeraza nie jest ekspresowana. Wyjątkami tymi są dorosłe komórki macierzyste i komórki nowotworowe dzielące się bez ograniczeń, które są zatem nieśmiertelne: szereg badań wykazało, że kluczem do nieśmiertelności komórek nowotworowych jest właśnie ekspresja telomerazy.

To właśnie to ryzyko – zwiększone prawdopodobieństwo wystąpienia nowotworów złośliwych – wstrzymuje badania nad opracowaniem leków przeciwstarzeniowych opartych na telomerazie.

W 2007 r. grupa Blasco wykazała, że można wydłużyć życie transgenicznych myszy, których genom został nieodwracalnie zmieniony na etapie embrionalnym: naukowcy zmusili ich komórki do ekspresji telomerazy i dodatkowo wszczepili im dodatkowe kopie genów odpornych na raka. Takie zwierzęta żyją o 40% dłużej niż zwykle, nie zapadając na raka.

Myszy, które otrzymały terapię genową w obecnych eksperymentach, są również wolne od raka. Hiszpańscy naukowcy uważają, że dzieje się tak, ponieważ leczenie rozpoczyna się, gdy zwierzęta są dorosłe i nie mają czasu na zgromadzenie wystarczającej liczby nieprawidłowych podziałów, aby wywołać guzy.

Ponadto, rodzaj wirusa użytego do dostarczenia genu telomerazy do komórek ma ogromne znaczenie. Autorzy wybrali pozornie bezpieczne wirusy, które zostały z powodzeniem użyte w terapii genowej hemofilii i chorób oczu. W szczególności są to niereplikujące się wirusy uzyskane od innych, które nie są patogenne dla ludzi.

Badanie to należy traktować przede wszystkim jako dowód na to, że terapia oparta na genie telomerazy jest wykonalną i zasadniczo bezpieczną metodą wydłużania życia wolnego od chorób i leczenia chorób związanych z krótkimi telomerami.

Choć metoda ta może nie znaleźć zastosowania w leczeniu przeciwstarzeniowym u ludzi, przynajmniej w krótkiej perspektywie, może otworzyć nowe możliwości leczenia chorób związanych z nieprawidłowo krótkimi telomerami w tkankach, jak np. w niektórych przypadkach zwłóknienia płuc u ludzi.

Według Blasco „Starzenie się nie jest obecnie uważane za chorobę, ale naukowcy coraz częściej uważają je za powszechną przyczynę schorzeń, takich jak insulinooporność lub choroby układu krążenia, których częstość występowania wzrasta wraz z wiekiem. Poprzez leczenie starzenia się komórek moglibyśmy zapobiec tym chorobom”.

„Ponieważ wektor, którego użyliśmy, wyraża gen docelowy (telomerazę) przez długi okres, mogliśmy ograniczyć go do pojedynczego podania” – wyjaśnia Bosch. „Może to być jedyne praktyczne rozwiązanie w terapii przeciwstarzeniowej, ponieważ inne strategie wymagałyby podawania leku przez całe życie pacjenta, zwiększając ryzyko wystąpienia skutków ubocznych”.

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