Naukowcom i lekarzom z Niemiec i Włoch udało się dwa lata temu zastąpić 80 procent skóry chłopca cierpiącego na epidermolizę pęcherzową skórą transgeniczną z jego własnych komórek. Choroba nie pojawiła się ponownie. Badania opublikowane w Nature.
Według nplus1.ru epidermolysis bullosa (EB) jest chorobą genetyczną charakteryzującą się tworzeniem się pęcherzy i nadżerek na skórze i błonach śluzowych, a także wrażliwością skóry na drobne urazy. BE dzieli się na trzy główne typy: proste, graniczne, dystroficzne, które są określane przez poziom pęcherzy w warstwach skóry. W przypadku typu borderline, na który cierpiał pacjent, na poziomie płytki świetlnej tworzą się pęcherzyki (lamina lucida).
Wynika to z rozerwania genu LAMB3, który koduje białko kotwicy naskórka - lamininę β3. W takim przypadku mechaniczne połączenie między naskórkiem a skórą właściwą zostaje przerwane. Pacjenci odczuwają silny ból, często cierpią na infekcje skóry i raka.
Wcześniej ta choroba była uważana za nieuleczalną. Według międzynarodowego stowarzyszenia DEBRA International na świecie choruje na nią około pół miliona osób (w Stanach Zjednoczonych jedno na 50 000 dzieci rodzi się z pęcherzami naskórka).
i. Pacjent przed zabiegiem. b. Schemat obszarów dotkniętych chorobą (kolor zielony oznacza obszary z bąbelkami, kolor czerwony - utrata naskórka), str. Zrekonstruowana skóra z kilkoma pęcherzami (≤2% powierzchni), d. Normalna elastyczność skóry. e. Brak nowych pęcherzy w miejscu biopsji. Zdjęcie: Tobias Hirsch et al / Nature, 2017
Podczas telefonicznej konferencji prasowej z Nature autorzy badania stwierdzili, że rokowanie pacjenta, z którym pracowali, było bardzo złe, stracił prawie cały naskórek, cierpiał na dystrofię i ciągle potrzebował morfiny. W ciągu ostatniego roku przed rozpoczęciem eksperymentu jadł tylko przez rurkę, a utrzymanie go przy życiu wymagało wiele wysiłku. W tym czasie pacjent miał siedem lat.
Przeszczep skóry ojca i próby użycia sztucznych analogów nie pomogły - skóra nie zapuściła korzeni, a lekarze uważali, że pacjent praktycznie nie ma szans na przeżycie. Teraz, dwa lata później, żyje, dobrze się czuje, uprawia sport w szkole, a na skórze nie ma pęcherzy.
W celu wytworzenia skóry transgenicznej od pacjenta pobrano biopsję naskórka (około czterech centymetrów kwadratowych) i wyhodowano poszczególne posiewy na warstwach fibryny. Traktowano je wektorami retrowirusowymi wprowadzającymi kopię „zdrowego” działającego genu LAMB3 do genomu. W tym samym czasie gen wpadł w dowolne miejsce, jednak analiza PCR wykazała, że najczęściej wpada w niekodujące sekwencje genomu i nie zakłóca pracy innych genów.
Film promocyjny:
Podczas prac ze skórą transgeniczną naukowcy nie zaobserwowali żadnych problemów związanych z wykorzystaniem wektorów retrowirusowych do modyfikacji genomu. Dodatkowo podkreślają, że modyfikacje genetyczne w tego typu zabiegach dotyczą tylko skóry, więc nie ma ryzyka wpływu na resztę organizmu.
Hodowle komórek naskórka hodowano w postaci dużych arkuszy, których grubość można było kontrolować, podobnie jak w przypadku hodowli własnych komórek skóry pacjentów w przypadku oparzeń. Następnie warstwy zostały ostrożnie nałożone na odsłoniętą skórę właściwą, która została dokładnie antybakteryjna. Szycie i inne mechaniczne manipulacje nie były wymagane, warstwy zakorzeniły się same.
Naukowcy twierdzą, że pierwotna stabilizacja nowej skóry trwa około dwóch tygodni. Po tym skóra wygląda i czuje się prawie jak jej własna. Stopniowo zaczyna również rosnąć włosy i rozwija się pot i gruczoły łojowe. Przeszczep przeprowadzono w trzech etapach i ogólnie całe leczenie trwało około ośmiu miesięcy.
Naukowcy uważają, że skóra pacjenta pozostanie zdrowa przez całe życie, ponieważ dokonano modyfikacji genetycznych, w tym komórek progenitorowych (komórki macierzyste w pierwotnych stadiach różnicowania). Komórki te utrzymują liczebność swojej populacji na określonym poziomie iw razie potrzeby zastępują komórki naskórka (cały naskórek wymieniany jest mniej więcej raz w miesiącu).
Stopniowa wymiana naskórka różnymi typami komórek progenitorowych. Zdjęcie: Tobias Hirsch et al / Nature, 2017
Śledzenie klonów komórkowych wykazało, że tak zwane „holoklonalne” (długowieczne i praktycznie niezróżnicowane) komórki macierzyste są głównie odpowiedzialne za długotrwałą regenerację naskórka. Naukowcy podkreślają, że pacjent, u którego w 2006 roku w trakcie podobnej operacji wymieniono skórę nóg, pozostaje zdrowy od 11 lat.
W tej chwili naukowcy rozpoczęli dwa nowe równoległe badania kliniczne, w trakcie których planują udoskonalić swoją metodę i monitorować ewentualne skutki uboczne.