Vejce v mnoha košících

Koncem sedmdesátých let začal Jeffrey Chamberlain pracovat na doktorátu z biochemie pod vedením profesora Stephen Hauschka, biologa se specializací na svaly z University of Washington v Seattlu.

Jeho laboratoř dělala spoustu základního výzkumu. Byla podporována MDA, která se tou dobou snažila o porozumění příčiny svalových problémů, která tehdy ještě nebyla známa. “Odtud pochází můj zájem o svalové dystrofie” říka Chamberlain, nyní profesor neurogenetiky, biochemie a medicínské genetiky na universitě.

Chamberlain byl přitahován problematikou svalových genů a proto odešel Baylor College of Medicine v Houstonu na postdoktorandské studium k Thomas Caskey, dalšímu prominentnímu genetickému badateli který byl tou dobou také podporovan MDA.

V roce 1986 byl identifikován gen pro bílkovinu dystrofin,mmochodem také badateli podporovanými MDA, což silně změnilo situaci.

Myší model

“Téměř ve stejnou dobu”, říká Chamberlain, “začalo být jasné, že přirozeně se vyskytnuvší mutace u myší, která byla popsána pár let před tím, je způsobena mutací v genu pro dystrofin.” Chamberlain se angažoval ve studiu této a později i jiných myších modelů DMD. “Rozhodl jsem se začít tímto protože jsem se domníval, že dobrý myší model je správný začátek pro pochopení této choroby.”

V roce 1990 Chamberlain odešel na University of Michigan v Ann Arbor s cílem vybudovat svou vlastní nezávislou laboratoř a začal spolu s kolegy intenzívně studovat dystrofin. “V Michiganu jsem se hlavně snažil zjistit co nejvíce informací o mdx (dystrofin-deficitní myši) myších”, říká Chamberlain. V roce 1999 se stává ředitelem universitního centra pro genovou terapii.

Dystrofinový gen měl pro mne mnoho výzev. Za prvé: je to největší známý gen v přírodě, což činí jakoukoliv práci s ním obtížnou. Za druhé: dystrofin je svázán s bílkovinným komplexem v membráně a vědci si nebyli jisti jestli genový transfer bude mít nějaký efekt.

Chamberlain vybral adenovirus (vir způsobující rýmě podobné onemocnění) jako potenciální vektor a zmodifikoval jej tak, aby mohl nést dystrofinový gen. Jeho tým pracoval na problému z “obou stran “ – miniaturizoval obrovský gen tak, aby se vešel do viru a ve stejnou dobu se odstraňoval z viru nepotřebné části tak, aby byl vir schopen nést celý gen. Současně zamaskovávali některé vlastnosti viru tak, aby neprovokoval útok imunitního systému. Důležitost této strategie se ukázala v roce 1999, kdy účastník pokusu s genovou terapií jiné genetické choroby zemřel na přehnanou reakci imunitního systému na adenovirus.

Chamberlainova skupina určila, která část dystrofinového genu může být odstraněna tak, aby dystrofin byl stále funkční bílkovinou. Vytvoření adenovirové skořápky, kterou by imunitní sytém neidentifikoval jako nechtěného vetřelce se ukázala obtížná. Jakmile totiž byl adenovirus plně zbaven svého obsahu a imunitní systém toleroval jeho přítomnost bylo velmi náročné připravit ho dostatečné množství ke klinickým pokusům. Mnoho badatelů, včetně Chamberlaina, začalo přesouvat pozornost na méně nebezpečný adeno-associated virus, neboli AAV (název je odvozen od toho, že byl objeven ve spojitosti s adenovirovou infekcí).

Nový vektor

Ale starý problém se znovu objevil: AAV byl příliš malý i na to, aby nesl miniaturizovaný dystrofinový gen. A byl to zase Chamberlain kdo dále gen miniaturizoval, kdo hledal, která část má zůstat v nově zkonstruované mikrodistorfinové molekule.

Měli jsme spoustu skvělých výsledků s AAV vektory, zvláště s typem 6. Ale nechtěli jsme dát všechna vejce do jednoho košíku (= spoléhat na jednu věc), proto jsme hledali další typy AAV virů i jiných vektorů. Nespoléhali jsme jen na to co nalezneme v přirodě, také jsme je upravovali tak, abychom je přiměli chovat se víc jak jsme chtěli.

Chamberlainovu týmu se nedávno podařilo doručit gen do velkého množství svalů injikováním AAV vektoru typu 6 nesoucího mikrodystrofinový gen do ocasní žíly myši. Současně injikovali VEGF (vascular endothelial growth factor), který dočasně umožňoval AAV vektoru snadněji projít z krevního oběhu do svalových buňek.

“Věnujeme velké úsilí vylepšování postupu tak, aby byl jednodušší, bezpečnější a bylo potřeba co nejmenších dávek” říká Chamberlain. V současnosti Chamberlain dolaďuje administrativní záležitosti pro plánované klinické testy. Doufá, že v roce 2006 dojde k doručení mikrodystrofinového genu do svalu. Po vyhodnocení výsledků by měly následovat pokusy s šířením vektoru pomocí krevního oběhu.

“Máme hodně velmi dobrých spolupracovníků zde v Seatlu. Právě jsme dostali víc než 12 dalších lékařů, kteří rozšířili Wellstone Muscular Dystrophy Cooperative Research Center a kteří budou součástí týmu provádějícího klinické pokusy”. (Toto středisko je spolufinancováno MDA a National Institutes of Health)

“Moje laboratoř nebude provádět pokusy, já nejsem lékař”, říká Chamberlain. “Ale vyvineme celý postup a dodáme mikrodystrofinový vektor, který bude otestován na klinikách”.

Translated and posted with permission of the Muscular Dystrophy Association of the United States

Přeloženo a zveřejněno se svolením Muscular Dystrophy Association USA