Przegląd medyczny: David A. Williams, MD

Terapia genowa jest sposobem leczenia lub zapobiegania chorobom poprzez zmianę instrukcji genetycznych w komórkach danej osoby. Geny są odpowiedzialne za praktycznie każdy aspekt życia komórki: przechowują kod białek, które umożliwiają komórkom wzrost, funkcjonowanie i podziały. Gdy gen jest wadliwy, może powodować powstanie białek, które nie są w stanie wykonywać swojej pracy. Brak genu lub jego nadaktywność może powodować upośledzenie ważnych funkcji organizmu. Celem terapii genowej jest korygowanie takich problemów poprzez naprawianie ich u źródła.

Terapia genowa może polegać na zastępowaniu nieprawidłowych lub nieobecnych genów zdrowymi, które umożliwiają komórkom wytwarzanie użytecznych białek. Może ona również obejmować zmianę sposobu regulacji genów, tak aby geny niedostatecznie lub nadmiernie aktywne działały prawidłowo. Wreszcie, terapia genowa może być stosowana do ekspresji całkowicie obcych genów w komórkach, które zmieniają ich funkcję i/lub przeżycie.

Podejmowane są różne działania mające na celu zastosowanie terapii genowej w leczeniu raka. Większość z nich znajduje się we wczesnych, odkrywczych stadiach, gdzie są badane w laboratorium lub w próbach klinicznych. Jedno z podejść, znane jako terapia CAR T-cell, zostało jednak zatwierdzone przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków do stosowania jako terapia w określonych grupach pacjentów i oczekuje się, że w najbliższej przyszłości uzyska dodatkowe zatwierdzenia.

Badania nad terapią genową w leczeniu raka koncentrują się obecnie na wielu obszarach, w tym na genetycznie modyfikowanych wirusach, które bezpośrednio zabijają komórki nowotworowe, na transferze genów w celu zmiany nieprawidłowego funkcjonowania komórek nowotworowych oraz na immunoterapii (obejmującej terapię CAR T-cell), która pomaga układowi odpornościowemu lepiej wyszukiwać i zabijać komórki nowotworowe.

Dowiedz się więcej o immunoterapii z Center for Immuno-Oncology w Dana-Farber Cancer Institute.

Wirusy modyfikowane genetycznie

Ta metoda wykorzystuje specjalnie zmodyfikowane wirusy (zwane wirusami onkolitycznymi), które namierzają i niszczą komórki nowotworowe, pozostawiając normalne komórki nietknięte. Wirusy, zaprojektowane tak, aby zawierały określone geny, mają za zadanie zakażać komórki nowotworowe, a po dostaniu się do ich wnętrza wytwarzać białka powodujące śmierć komórek.

W badaniach na zwierzętach takie wirusy osiągnęły obiecujące wyniki w przypadku różnych nowotworów, w tym okrężnicy, pęcherza moczowego i osteosarcoma (forma raka kości). Jednym z wyzwań w dostosowaniu tego podejścia do pacjentów jest fakt, że większość ludzi ma przeciwciała przeciwko kilku typom wirusów stosowanych w badaniach na zwierzętach. W rezultacie układ odpornościowy często jest w stanie usunąć czynnik wirusowy, zanim zdąży on zainfekować komórki nowotworowe. Naukowcy zareagowali stosując inne typy wirusów w badaniach na ludziach.

W badaniach z wykorzystaniem typu wirusa znanego jako adenowirus, terapia wirusowa wykazała zachęcające wyniki przeciwko kilku typom nowotworów, w tym rakowi płaskonabłonkowemu głowy i szyi, i jest testowana jako leczenie zapobiegawcze dla tkanki przedrakowej jamy ustnej. Próby z wykorzystaniem zmodyfikowanych form wirusa herpes simplex przeprowadzono u pacjentów z glejakiem złośliwym (forma raka mózgu) i rakiem jelita grubego, który rozprzestrzenił się na wątrobę.

Transfer genu

W procesie transferu genu badacze wprowadzają obcy gen bezpośrednio do komórek nowotworowych lub do otaczającej tkanki. Celem jest, aby nowo wprowadzony gen spowodował śmierć komórek nowotworowych lub uniemożliwił komórkom nowotworowym i otaczającym je tkankom kierowanie krwi do guzów, pozbawiając je składników odżywczych, które są im potrzebne do przeżycia. Chociaż to podejście jest bardzo obiecujące, stawia przed naukowcami również kilka przeszkód, w tym „wyciszanie genów”, w którym wszczepione geny nie włączają się. W badaniach na zwierzętach techniki transferu genów przyniosły pozytywne rezultaty w leczeniu nowotworów prostaty, płuc i trzustki.

Różne podejścia do transferu genów zostały przetestowane w próbach klinicznych. Badania te dotyczyły nowotworów, w tym raka płaskonabłonkowego głowy i szyi, wątroby, jajników, prostaty, pęcherza moczowego i innych narządów.

Immunoterapia

Terapia komórkami Car T, której celem jest wzmocnienie naturalnej zdolności zwalczania nowotworów przez własne komórki T pacjenta, jest jednym z rodzajów immunoterapii. Próbka komórek T pacjenta jest pobierana i mieszana z wirusami niosącymi kilka specyficznych genów. Wirusy dostarczają te geny do jąder komórek T, gdzie zostają one włączone do ich DNA. Geny te powodują, że komórki T wyrażają na swojej powierzchni specjalne białko zwane chimerycznym receptorem antygenowym (CAR). CAR kieruje komórkę T do komórki nowotworowej za pomocą specyficznego „adresu”, a komórka CAR T jest wtedy wyposażona tak, aby szybko zniszczyć komórkę nowotworową. Kiedy komórki, nazywane obecnie komórkami CAR T, są podawane pacjentowi, poszukują komórek nowotworowych, a następnie rozmnażają się, aby wytworzyć o wiele więcej komórek zabijających raka.

W badaniach klinicznych terapia CAR T osiągnęła dramatyczne wyniki u niektórych dzieci i dorosłych z białaczką lub chłoniakiem. Jednak sukces tego podejścia jest związany z poważnymi skutkami ubocznymi u niektórych osób. W ubiegłym roku amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków zatwierdziła jedną terapię CAR T-komórkową jako standardowe leczenie dzieci z ALL oraz drugą terapię dla dorosłych z zaawansowanymi chłoniakami. Próby dla pacjentów z niektórymi rodzajami guzów litych zaczynają się otwierać.

Inną formą immunoterapii obejmującej terapię genową są szczepionki przeciwnowotworowe. To podejście polega na pobraniu komórek nowotworowych od pacjenta i wyposażeniu ich w geny, które powodują, że są one bardziej widoczne dla układu odpornościowego. Zmienione komórki są następnie ponownie wstrzykiwane pacjentowi wraz ze składnikiem stymulującym układ odpornościowy. Układ odpornościowy pacjenta rozpoczyna energiczny atak nie tylko na nowo wstrzyknięte komórki nowotworowe, ale także na podobne komórki w całym organizmie.