Geenid, teie teenistuses

Geeniteraapia on ravimeetod, mille korral kasutatakse pärilikku materjali ehk DNAd mingi kindla haiguse ravimiseks. Geeniteraapiaks on mitu võimalust, levinuim on viia organismi uus geen, mis toodab seal funktsionaalset valku ning aitab seega haigusega võidelda. Lisaks on võimalik haigust põhjustav eba­korrektselt töötav geen inaktiveerida või “välja lülitada” või asendada terve geenikoopiaga.

Ühe geeni põhjustatud ehk monogeensed haigused on head kandidaadid geeniteraapiaks. Paljusid levinud haigusi, nagu südamehaigusi, kõrgvererõhktõbe, Alzheimeri tõbe, artriiti, diabeeti ja kasvajaid põhjustab aga reeglina mitu geeni ja neid on seetõttu geeniteraapia meetoditega keerulisem ravida.

Rakke parandades

Enamik inimese organismi rakke sisaldab geene ning võiks sobida geeni­teraapiaks. Rakke saab jagada kahte suurde gruppi: somaatilised ehk keha­rakud ning sugurakud (muna- ja seemnerakud). Somaatilistel ehk keharakkudel põhineva geeniteraapia korral ei kandu muutused üle järgmistele põlvkondadele ning raviefekt toimib vaid konkreetsel patsiendil, kes ravi vajab. Maailmas praegu käimasolevates kliinilistes katsetes kasutataksegi geeniteraapial põhineva ravi väljatöötamiseks just keharakke.

Somaatilise geeniteraapia võib omakorda jagada kaheks. Kehavälise (ex vivo) geeniteraapia puhul muudetakse rakke väljaspool keha ning seejärel siiratakse tagasi organismi. Mõningates geeniteraapia kliinilistes uuringutes eraldatakse rakud patsiendi verest või luuüdist ja kasvatatakse laboris. Neid rakke nakatatakse viirusega, mis kannab ravi otstarbel kasutatavat geeni. Seejärel kasvatatakse modifitseeritud rakke veel mõni aeg laboris ning siiratakse patsiendile veeni kaudu tagasi.

Kehasisese (in vivo) geeniteraapia korral viiakse ravi eesmärgil kasutatav geen kandja ehk vektori abil organismi rakkudesse neid sealt eemaldamata.

Geeniteraapia kasutamine sugurakkudel viib muutusteni, mis kanduvad edasi järgmistele põlvkondadele. Kui seda meetodit kasutatakse varases embrüonaalses arengus, võivad muutusi sisaldada kõik areneva embrüo rakud. Sugurakkude geeniteraapia üheks võimaluseks on pakkuda jäädavat raviefekti mingi päriliku haigusega perekondadele, kuna uue geeni pärivad ka järglased.

Seega võib edukas geeniteraapia sugurakkudes näiteks kõrvaldada haiguse perekonnas ja seega lõpuks kogu populatsioonis. Praegu on sugurakkude kasutamine kliinilistes katsetes geeniteraapia eesmärkidel keelatud.

Kuidas toimib?

Üldiselt pole võimalik geene otse inimese rakkudesse viia, selleks kasutatakse nn kandjat, mida nimetatakse vektoriks. Geeniteraapias jagatakse vektorid kaheks: viirusvektorid ja mitteviiruslikud vektorid. Viirusvektorid on levinuimad, kuna viirustel on võime eri rakke nakatada ning oma geneetiline materjal rakkudesse viia. Samuti integreerivad mõningad viirused oma DNA peremeesorganismi raku genoomi.

Geeniteraapias kasutatavatelt viirustelt on eemaldatud haigusi põhjustavad geenid, et nad oleksid võimalikult ohutud. Samas peavad alles jääma geenid, mille abil viirus sisestab oma genoomi peremeesorganismi raku genoomi. Viiruse genoomi sisestatakse geen, millega soovitakse raviefekti saavutada – näiteks insuliini tootev geen diabeedi korral.

Rakkude nakatamisel sisestab viirus oma genoomi koos uue geeniga sihtmärk-rakku, kus hakatakse tootma normaalset funktsioneerivat valku, mis aitab haigusega võidelda ja selle tulemusena haigus peatub või isegi taandareneb.

Paljud geeniteraapia kliinilised uuringud kasutavad vektorina peamiselt adenoviirusi. Retroviiruste kasutamine on aastatega vähenenud nende tõsiste kõrvaltoimete tõttu.

Mitteviiruslikke vektoreid kasutatakse vähem, kuigi neid on lihtne konstrueerida ning samuti ei põhjusta need organismis immuunreaktsiooni. Samas on nende abil geenide viimine rakkudesse olnud ebaefektiivsem ja geenide aktiivsus väiksem võrreldes viirusvektoritega.

Katsed ja ravimid

Kuigi geeniteraapia on veel lapse­kingades, võib siiski ära märkida mitmeid edusamme. 1990. aastal kiitis USA toidu- ja ravimiamet heaks esimese geeni­teraapial põhineva kliinilise katse, mille raames raviti edukalt raske kombineeritud immuunpuudulikkusega patsienti.

Hoolimata mitmetest tõsistest tagasilöökidest järgmistes kliinilistes katsetes, kus uuritavatel arenes kasvaja või esines isegi surmajuhtumeid, oli 2012. aasta seisuga kogu maailmas heaks kiidetud, käimas või lõpetatud kokku üle 1800 geeniteraapial põhineva kliinilise katse.

Peamiselt töötavad teadlased nende raames välja ravi seni ravimatutele või ebaadekvaatse raviga haigustele, nagu kasvajad, südame-veresoonkonna ja pärilikud ühe geeni põhjustatud haigused.

Hiina oli esimene riik, kus aastail 2003 ja 2005 kiideti heaks esimesed geeni­teraapial põhinevad ravimid Gendicine ja Oncorine. Neist esimest kasutatakse pea- ja kaelavähi, teist ninaneelu kasvaja raviks. Aastal 2011 kiideti Venemaal heaks geeniteraapiaravim Neovasculgeni, mida manustatakse perifeersete veresoonte haiguse korral.

Eelmisel aastal kiitis Euroopa ravimiamet heaks esimese geeniteraapial põhineva ravimi, mis on mõeldud kasutamiseks Euroopa Liidus. Glyberaga on võimalik ravida väga haruldast geneetilist haigust – lipoproteiini lipaasi ehk rasv­happeid lagundada aitava valgu puudulikkust. Kuna paljud prekliinilised ja kliinilised katsed on näidanud häid tulemusi, loodetakse geeniteraapiale suurt tulevikku personaalmeditsiini vallas.

Riskid ja ohud

Nagu iga uus tehnoloogia, tekitab ka geeniteraapia küsimusi selle ohutuse ja ravi tagajärgede kohta. Peamised riskid ja küsimused:

Keharakkude geeniteraapia on lühi­ajaline, kuna enamik rakke vananeb ja sureb ning asendatakse uutega (need ei sisalda ravivat geeni). Seega peab ravi­efekti säilimiseks ravi aeg-ajalt kordama.

Viirusvektorite kasutamine võib esile kutsuda organismi immuunreaktsiooni, millega eemaldatakse ka ravi eesmärgil sisestatud geen.

Uus geen võib integreeruda peremeesgenoomi valesse piirkonda. See võib omakorda kaasa tuua kasvajate arengu, aktiveerides kasvajate teket soodustavaid või ära keelates kasvajaid mahasuruvaid geene.

Uus geen võib toota valku koguses, mis on organismile kahjulik.

Lisaks otsestele “tehnilistele” riskidele on ka rida eetilisi küsimusi. Näiteks peetakse sugurakkude geeniteraapiat ebaloomulikuks. Samuti nähakse võimalust geenidopingu tekkeks, kardetakse, et sportlased hakkavad geeniteraapiat kasutama sportlike võimete parandamiseks.

Geeniteraapia on ja jääb ka edaspidi kalliks raviviisiks, kuna kliinilised katsed, mis on vajalikud geeniteraapia kui uue ravimeetodi väljatöötamiseks ja ohutuks kasutusele võtmiseks, nõuavad suuri kulutusi.

Neli geenimõistet:
Geen – teatud pikkuse, kindla järjestuse ja infoga DNA-lõik.
DNA – päriliku info kandja, millest koosnevad geenid.
Genoom – kõik geenid ühes organismis.
Viirus – peremeesorganismis peamiselt haigusi põhjustav mikroorganism.