Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Tytoń sposobem na hemofilię?
Tytoń sposobem na hemofilię?
Tytoń z wklonowanymi genami kodującymi fragmenty czynnika VIII ma posłużyć jako swoiste "odczulanie" dla osób cierpiących na hemofilię. Terapia ma docelowo służyć pacjentom, których organizmy wytwarzają przeciwciała skierowane przeciwko czynnikowi krzepnięcia, który jest podawany jako standardowe leczenie.

Hemofilia, a w zasadzie trzy schorzenia zwane hemofiliami typu A, B oraz C stanowią grupę uwarunkowanych genetycznie zaburzeń krzepnięcia krwi. Osoby chore borykają się z trudnymi do zatrzymania krwawieniami, które na większą skalę mogą stanowić zagrożenie życia.  Objawy hemofilii wynikają z niedoborów czynników krzepnięcia niezbędnych do prawidłowego przebiegu tego procesu. I tak hemofilia typu A uwarunkowana jest zbyt niskim poziomem czynnika VIII, hemofilia typu B – czynnika IX, natomiast hemofilia typu C – czynnika XI.

Standardowym podejściem terapeutycznym w odniesieniu do hemofilii jest regularne podawanie pacjentom czynnika krzepnięcia poprzez infuzję. Sposób jest skuteczny, jednak organizmy około 20-30% ludzi wytwarzają przeciwciała skierowane przeciwko podawanemu białku. Wynika to z faktu, że układ odpornościowy identyfikuje czynnik krzepnięcia jako antygen, który stara się wyeliminować. Wytwarzane w tym procesie przeciwciała nazywane są inhibitorami czynnika krzepnięcia i znacznie utrudniają zapobieganie niekontrolowanym krwotokom u chorych.

Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych wpadli jednak na pomysł, aby nieco oszukać ludzki organizm. Postanowiono zastosować taktykę analogiczną jak podczas procesu odczulania, kiedy to regularny kontakt z alergenem powoduje zniwelowanie odpowiedzi układu odpornościowego na jego obecność. Grupa badaczy skupiła się na najczęściej występującej hemofilii typu A, a więc choroby warunkowanej przez niedobór VIII czynnika krzepnięcia (FVIII; ang. factor VIII).

Czynnik VIII naturalnie składa się z ciężkiego oraz lekkiego łańcucha białkowego, z których każdy zawiera trzy domeny. Do badań naukowcy postanowili wykorzystać cały łańcuch ciężki oraz domenę C2 łańcucha lekkiego twierdząc, że to właśnie w ich obrębie znajdują się rejony warunkujące odpowiedź immunologiczną. Jako stosunkowo łatwy i dostępny system ekspresyjny wybrano roślinę tytoniu. Części roślin przeznaczonych do doświadczenia wklonowano DNA kodujące łańcuch ciężki czynnika krzepnięcia, natomiast reszcie fragment kodujący region C2 łańcucha lekkiego. Ze względu na wybór rośliny jako gospodarza należało dodatkowo opracować system dostarczania leku do krwioobiegu. W tym celu wykorzystano podjednostkę toksyny cholery posiadającą zdolność przenikania przez ścianę jelita. Jej sekwencję wprowadzono zatem do roślin tytoniu wraz z odpowiednimi fragmentami DNA czynnika VIII. Tak skondensowane geny zlokalizowano w chloroplastach tytoniu. Po czasie odpowiednim do zsyntetyzowania wszystkich fragmentów białkowych liście rośliny zebrano, zmielono i zawieszono w specjalnie przygotowanym roztworze. Następnie wymieszano roztwory zawierające łańcuchy ciężkie i domeny C2 łańcucha lekkiego czynnika krzepnięcia.

Skuteczność tak przygotowanego preparatu przetestowano w warunkach laboratoryjnych. W doświadczeniu wzięły udział dwie grupy myszy z hemofilią typu A. Osobniki z pierwszej grupy otrzymywały przez okres od dwóch tygodni do dwóch miesięcy testowany preparat, podczas gdy gryzonie z drugiej grupy w tym samym czasie karmione były niemodyfikowanym materiałem roślinnym. Kolejny etap stanowiło podanie wszystkim myszom czynnika VIII w formie infuzji, czyli zastosowano terapię analogiczną jak u człowieka. Po tym zabiegu zbadano poziom inhibitorów krzepnięcia we krwi zwierząt. Zgodnie z oczekiwaniami gryzonie w grupie kontrolnej wytwarzały znacznie więcej inhibitorów niż myszy karmione eksperymentalnym materiałem roślinnym. Oszacowano, że przeciętna różnica w poziomie inhibitorów krzepnięcia we krwi była około 7-krotna.

W celu kontroli mechanizmów warunkujących zaobserwowane zjawisko zbadano również poziom cytokin wpływających na działanie układu immunologicznego, również w alergiach. Okazało się, że myszy karmione preparatem zawierającym fragmenty czynnika VIII wytwarzały więcej cytokin odpowiedzialnych za tłumienie oraz regulowanie pracy układu odpornościowego. U gryzoni z grupy kontrolnej stwierdzono zdecydowanie wyższy poziom cytokin związanych z wywoływaniem odpowiedzi immunologicznej.
Aby skompletować uzyskane z badań dane przeprowadzono jeszcze jeden eksperyment – podano zmodyfikowany materiał roślinny myszom, które już zdążyły wytworzyć znaczną ilość inhibitorów krzepnięcia. Zaobserwowano powolny spadek ilości tych cząsteczek w krwioobiegu, który po dwóch miesiącach podawania preparatu osiągnął poziom 3-7-krotnie niższy niż w grupie kontrolnej. Jednocześnie okazało się, że ilość inhibitorów może ponownie wzrosnąć w miarę upływu czasu od zaprzestaniu podawania zmodyfikowanego materiału roślinnego.
Nowe podejście wydaje się zatem obiecujące zarówno w wykorzystaniu do zapobiegania powstawaniu inhibitorów krzepnięcia, jak również do obniżenia ich poziomu już po podaniu czynnika VIII. Aktualnie opracowywany jest przebieg badań umożliwiających ocenę tolerancji, bezpieczeństwa i skuteczności preparatu w odniesieniu do gatunków innych niż myszy. Ze względu na sygnały, że terapia z wykorzystaniem fragmentów czynnika VIII może być skuteczna w formie ‘nieustającego odczulania’, całe badanie wspierane jest przez duże firmy farmaceutyczne. Dla nich zakończenie testów z pozytywnym rezultatem może oznaczać gigantyczne zyski, a dla wielu ludzi znaczne podniesienie komfortu życia.

KOMENTARZE
news

<Lipiec 2019>

pnwtśrczptsbnd
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
1
2
3
4
Newsletter