הריפוי הגנטי – החדרה סלקטיווית של גנים לגוף החולה – הוא מקור לתקווה גדולה, אבל גם לחשש
מאת אורי ניצן
תצלום: אביחי ניצן – פרופ' עמוס פנט. האתגר: להחדיר את הגן
התקין דרך קרום התא
בעשור האחרון כבש הריפוי הגנטי מקום מרכזי בחזון של רפואת
העתיד. פרופ' עמוס פנט, מהמחלקה למיקרוביולוגיה באוניברסיטה
העברית, מקדיש חלק ניכר מזמנו לתחום המתפתח.
היעד של הריפוי הגנטי הוא פיתוח יכולת להחדרה סלקטיווית של גנים לגוף החולה. במצב של מחלה כתוצאה מחוסר בביטוי של גן, החדרה מלאכותית שלו לד-נ-א יכולה לרפא את התאים החולים. לדוגמה, במחלה התורשתית ציסטיק פיברוזיס (CF) ישנו גן ספציפי פגום בכל תאי הגוף של החולה. חסרונו של הגן גורם לסימפטומים קשים, בעיקר במערכת הנשימה, וברוב המקרים החולים מתים לפני שמלאו להם .30 החדרה של הגן התקין לתאים, ושילוב שלו בד-נ-א הפגום, תחזיר לחולים את התכונה הנורמלית שהם חסרים, ותרפא אותם.
כדי שגן ישתלב בד-נ-א של תא ויתפקד כהלכה, הוא צריך לחדור דרך קרום התא. זהו המכשול העיקרי בדרך ליישום של הריפוי הגנטי בבני אדם. כדי לעקוף את המכשול עושים החוקרים שימוש בתכונותיהם הטבעיות של וירוסים, ומחדירים גנים שלהם לתא האדם. לפיכך, כדי להבין את המנגנון של הריפוי הגנטי, ואת העוצמה הטמונה בו, יש להכיר את עולמם של הווירוסים.
כל וירוס מורכב מליבה המכילה חומר תורשתי – ד-נ-א או ר-נ-א – וממעטפת חלבונית. התכונה המובהקת של הווירוסים היא היותם פרזיטים (מתאכסנים). הם חסרים את היכולת לשכפל את עצמם ולייצר חלבונים, ועל כן פיתחו את היכולת לחדור לתא של אורגניזם אחר (מאכסן) ולשלב את החומר התורשתי שלהם בד-נ-א שלו. הם מתרבים בעזרת המנגנונים של תאי המאכסן, ובשלב מסוים פורצים את קרום התא, מתפזרים בדם ומדביקים תאים נוספים. יכולת ההישרדות של וירוס תלויה לפיכך ביכולתו להתאכסן ולשעבד את תאי המאכסן לצרכיו.
אבן היסוד של הריפוי הגנטי היא ההבנה שאפשר להדביק תאים חולים בנגיף הנושא גן תקין שהם חסרים, ולרפא אותם. בשלב הראשון של הכנת הווירוס הנושא מעקרים את החומר התורשתי שלו ממרכיבים מזיקים, ומחדירים לתוכו את הגן התקין. בשלב השני מדביקים את הרקמה החולה בווירוס הנושא, ומנצלים את יכולתו הטבעית להחדיר את החומר התורשתי שלו, ובתוכו הגן התקין, לד-נ-א של התאים הפגומים. הגן התקין משתלב בד-נ-א של התאים החולים, והחלבון מתחיל להתבטא.
פרופ' פנט התחיל את קריירת המחקר שלו בשלבים המוקדמים של התפתחות הגנטיקה וההיכרות עם וירוסים. בשנות ה-,70 בהדרכתו של חתן פרס הנובל גובינד קורנה, פיתח פנט שיטות לבנייה של גנים בתנאי מעבדה. בהמשך גילו השניים טכניקה המאפשרת הכפלה של גנים במבחנה. שיטה זו שוכללה עשר שנים מאוחר יותר במעבדות חברת “,”Citus וכיום היא משמשת חוקרים בתחומים רבים ברפואה, ונקראת
.PCR
באותן שנים החל חקר הווירוסים לצבור תאוצה – ששיאה בשנות השמונים עם גילוי נגיף האיידס – ופנט בחר להתמקד במחקר בווירולוגיה. כיום עוסקים פנט וקבוצת המחקר שלו בפיתוח של שתי טכניקות חדשות לריפוי גנטי.
הטכניקה הראשונה מבוססת על מחקר חוץ-גופי. פנט, בשיתוף עם פרופ' אדוארדו מיטרני מהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטה העברית, הוציא רקמת ריאה מעכברים חולים בציסטיק פיברוזיס, ובתנאי מעבדה הדביק את הרקמה בווירוס שנושא את הגן התקין. לאחר
מכן הושתלה רקמת הריאה הבריאה מתחת לעור של העכבר (היא לא הוחזרה למקומה הטבעי). לאחר שלושה חודשים נבדקה הרקמה המושתלת, ונמצא שהיא שמרה על כל המאפיינים הראשוניים של הריאה, ובנוסף ביטאה את הגן שהוחדר אליה מחוץ לגוף.
בדרך זו טיפל פנט גם בעכברים שסבלו מחוסר של הורמון גדילה. הוא
הוציא מהעכברים רקמה, והדביק אותה בווירוס שהכיל את הגן התקין של הורמון הגדילה. לאחר מכן הושתלה הרקמה המתוקנת מתחת לעור של העכברים. בבדיקות נמצא שהורמון הגדילה אכן מופרש מתאי השתל, ושהוא זורם בדם של העכברים. האפשרות לשלוט על הפרשתו של הורמון הגדילה לדם תאפשר טיפול בילדים שחסרים את הגן וגדלים בקצב אטי, ובחולי סרטן ואיידס שסובלים מאיבוד מסוכן של משקל.
הטכניקה השנייה מבוססת על מחקר תוך-גופי. פנט, בשיתוף עם ד”ר אהרן פלמון מהפקולטה לרפואת שיניים, הדביקו בלוטות רוק של עכברים בווירוס שנשא גנים בעלי ערך טיפולי. הווירוס הוחדר לצינור הרוק בחלל הפה בעזרת צינורית דקה, ומשם הוזרק לבלוטת הרוק. כך הוחדר למשל גן המקודד לאינטרפרון לד-נ-א של תאי הבלוטה. האינטרפרון הוא חלבון המשמש לטיפול במחלות כמו צהבת כרונית וטרשת נפוצה. בבדיקות שנערכו אחרי הריפוי הגנטי נמצא שתאי בלוטת הרוק החלו להפריש את חלבון האינטרפרון לדם של העכברים.
על התקווה הגדולה שתולים החוקרים ברפואה הגנטית מעיב חשש מסכנות חדשות. תיאורטית, החדרה של גן לאזור חיוני בד-נ-א יכולה להזיק לתא, ובדיעבד לגרום לחולה יותר נזק מתועלת. בנוסף, קשה לצפות את המינון שבו התאים ייצרו את החלבון התקין, וקיימת אי ודאות באשר לתגובת הגוף לווירוס שנושא את הגן התקין.
עד היום נוסתה שיטת הריפוי הגנטי על כ-4,000 חולים – ברוב המקרים ללא הצלחה. מקור הכישלונות היה לרוב חוסר ביסוס מדעי של ההליכים הטכניים במעבדה, וריצה מהירה מדי של החוקרים לניסיונות קליניים בבני אדם. אחד הניסיונות המעטים שהצליחו נעשה ב”ילדי בועה” בצרפת. ילדים אלה נולדו עם חוסר באחד הגנים החיוניים לתפקוד המערכת החיסונית, ונידונו לחיים בבועה סטרילית במקרה הטוב, או למוות מהיר כתוצאה מזיהומים במקרה הרע. החוקרים הצליחו לתקן את הפגם הגנטי בתאי מוח העצם של הילדים, וכך שיקמו את המערכת החיסונית שלהם וריפאו אותם מן המחלה.
{הופיע בעיתון הארץ, 18/12/2000{
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~302146852~~~25&SiteName=hayadan
