Naukowcy opracowali nowatorską metodę walki z nowotworami, wykorzystując do tego nietypowy enzym z rodziny CRISPR. Zamiast tradycyjnej edycji genów, technologia ta działa jak precyzyjny mechanizm samozniszczenia, który po rozpoznaniu komórki rakowej dosłownie rozrywa jej materiał genetyczny na kawałki. Odkrycie to, opisane w dwóch niezależnych publikacjach na łamach czasopisma Nature, otwiera nowe możliwości leczenia nowotworów, które do tej pory uznawano za niemożliwe do zwalczenia konwencjonalnymi metodami farmakologicznymi.
Molekularny wyłącznik dla komórek rakowych
Kluczem do sukcesu jest enzym Cas12a2, który w naturze pełni funkcję obronną u bakterii. W przeciwieństwie do powszechnie znanych narzędzi CRISPR, które służą do precyzyjnego „wycinania” fragmentów DNA, Cas12a2 działa w sposób bardziej radykalny. Gdy enzym napotka specyficzną sekwencję informacyjnego RNA (mRNA), charakterystyczną dla konkretnego nowotworu, aktywuje się i zaczyna niszczyć wszelkie napotkane nici DNA wewnątrz komórki. Prowadzi to do zatrzymania wzrostu komórki i jej ostatecznej śmierci.
To molekularny wyłącznik, który rozpoznaje konkretne RNA. W praktyce jest to programowalna chemioterapia – wyjaśnia Yang Liu, biolog molekularny z University of Utah School of Medicine.
Dzięki tej specyfice, naukowcy mogą zaprogramować enzym tak, aby „polował” wyłącznie na komórki wykazujące konkretne mutacje genetyczne, oszczędzając przy tym zdrowe tkanki organizmu.
Przełom w leczeniu trudnych nowotworów
Badacze skupili się na nowotworach napędzanych przez zmutowane białka, które dotychczas były niezwykle trudne do zaatakowania za pomocą standardowych leków. W testach laboratoryjnych jedna z grup badawczych skierowała enzym Cas12a2 przeciwko komórkom z mutacją w genie TP53, który jest zmieniony w niemal połowie wszystkich znanych przypadków nowotworów. Inny zespół skoncentrował się na mutacjach genu KRAS, odpowiedzialnego za rozwój jednych z najbardziej agresywnych i śmiertelnych odmian raka.
Potencjał tej technologii dostrzegł już przemysł biotechnologiczny. Niemiecka firma Akribion Therapeutics z Zwingenberg pracuje obecnie nad terapią celującą w nowotwory głowy i szyi wywołane wirusem brodawczaka ludzkiego (HPV). Paul Scholz, współzałożyciel firmy i szef działu badań, zapowiada, że pierwsze dane z badań klinicznych z wykorzystaniem tej metody mają szansę pojawić się do 2030 roku.
Od przypadkowego odkrycia do medycyny przyszłości
Zrozumienie mechanizmu działania Cas12a2 nie było oczywiste. Początkowo biochemicy, w tym Ryan Jackson z Utah State University, próbowali badać ten enzym, zakładając, że zachowuje się on tak samo jak inne białka Cas wykorzystywane w edycji genów. Liczne niepowodzenia laboratoryjne doprowadziły jednak do zaskakującego wniosku: Cas12a2 nie służy do precyzyjnej edycji, lecz do masowej destrukcji DNA w odpowiedzi na zagrożenie.
Choć w świecie przyrody mechanizm ten służy bakteriom do ograniczania rozprzestrzeniania się infekcji wirusowych, naukowcy postanowili wykorzystać go w medycynie. Rene Bernards z Holenderskiego Instytutu Onkologii w Amsterdamie podkreśla, że mimo swojej brutalności, metoda ta stanowi niezwykle użyteczne narzędzie w walce z chorobami nowotworowymi, oferując nadzieję na skuteczną terapię tam, gdzie dotychczasowe metody zawodziły.
