Sok örökletes genetikai betegséget ismerünk, amikor a mutált gén miatt a beteg szervezete nem képes létfontosságú anyagokat termelni, amelyek pedig szükségesek volnának a növekedéshez, a fejlődéshez vagy a működéshez. Néha a hiányzó anyagok pótolhatóak szintetikus helyettesítőkel: ilyenkor pirulák szedésével vagy injekciókkal fenntartható testünk megfelelő állapota. De olykor ez nem segít. Például egy ritkán előforduló genetikai betegségben szenvedők szervezete nem tudja előállítani azt az enzimet, amely a fenilalanin fehérje lebontásához szükséges. A szervezet más úton próbálkozik, de ennek az az eredménye, hogy mérgező vegyületek jelennek meg a vérben, és folyamatosan károsítják az agyat - számol be a The Conversation magazin.
Az így kialakuló fenilketonuria (PKU) betegség kezelése viszonylag egyszerű, amennyiben a pácienseiket szuperalacsony fehérjetartalmú étrendre állítják át, amelyet egész életük során követniük kell. Az enzim hiányát a babák sarkából vett vérből ki tudják mutatni, így egészen apró korukban felfedezik már a betegséget. A komoly kellemetlenségtől úgy lehetne legkönnyebben megszabadítani őket, ha génszerkesztéssel kijavítanák a hibás mutációt. A jelenlegi technológia azonban még mindig kockázatos: fennáll a veszélye, hogy a beavatkozás megzavar más géneket és kárt okoz a betegeknek.
A massachusettsi Synlogic biotechnológiai cégnél azonban rájöttek, hogy ennél egyszerűbb megoldás is van. Ahelyett, hogy közvetlenül beavatkoznának az emberi genom működésébe, a terápiás géneket az emberi bélben élő természetes eredetű baktériumokba ültetnék be. Ezek a génmódosított baktériumok előállítanák azokat az enzimeket , amelyek a PKU-betegeknél hiányoztak, és így már képessé válnak a fehérjéket toxikus melléktermékek nélkül lebontani.
A bélben élő baktériumok tervezett átalakítása
A beleinkben több milliárd baktérium él, amely segít megemészteni a táplálékot, vitaminokat termel, és tanítja az immunrendszerünket. A mikrobiomot alkotó baktériumok több millió gént hordoznak a genomjukban, ami 150-szer több, mint ahány gén az emberi genomban található. Ezeket pedig felhasználhatjuk a saját hasznunkra.
Az Escherichia coli A Nissle 1917 baktérium egyike azoknak a mikrobáknak, amelyek a legtöbbünkben élnek, és több mint egy évszázada széles körben használják probiotikumként , azaz kifejezetten biztonságos. A Synlogic ebből alakította kia SYNB1618 kódnevű, új terápiás célú szuperbaktériumot a PKU-betegek számára. A kutatók három olyan gént vezettek be, amelyek lehetővé teszik a SYNB1618-nak, hogy a fenilalanin egyik fehérje-építőelemét átalakítsák biztonságos vegyületté, fenil-piruváttá. Amíg a fenilalanin szintje alacsony marad, a PKU-betegek nem mutatnak semmilyen tüneteket és normális életet élhetnek.
A GM baktériumok biztonságossága
A génmódosított baktériumok biztonságossága miatt aggódókat talán megnyugtatja, hogy a SYNB1618-ból a kutatók töröltek egy gént, amely a baktériumok felépítéséhez nélkülözhetetlen egyik alkotórész előállításáért felelős. Ha a baktérium ehhez nem jut hozzá, nem képes magát reprodukálni, és elpusztul. Ezen az úton szabályozható, hogy mennyi SYNB1618 van a páciens szervezetében. Egereken végzett tesztek során a baktérium 48 óra alatt eltűnt az állatok beléből. A fenilalanin előállításához hozzáadott géneken kívül a módosított baktériumok pontosan ugyanazokat a géneket tartalmazzák, mint az eredeti, bélben bennmaradó E. coli Nissle 1917 génjei, így megőrzik a biztonságosságát.
Azóta a SYNB1618-at majmokon is tesztelték a biztonságosság és a hatékonyság ellenőrzése érdekében. Egészséges majmoknak fenilalanint adtak, majd beadagolták a mikrobákat is. A SYNB1618 baktériumok sikeresen csökkentették a fenilalanin szintjét a majmok vérében éppúgy, mint az egerekében. Így már folyik az első fázisú humán klinikai vizsgálat . Ha ez sikerrel jár, akkor komoly távlatokat nyithat meg a gyógyszerek fejlesztésében, hiszen olyan betegségek kezelésében használhatják fel a módszert, mint a cukorbetegség vagy a rák, illetve gyulladásos bélbetegségeknél a gyulladás súlyosságának figyelemmel követésére is alkalmazható lehet. Ehhez a kutatóknak azonosítaniuk kell a mikrobákat, amelyek tökéletes hordozók lehetnek a különböző génterápiákhoz, így a segítségükkel még több betegség válik kezelhetővé, beleértve az anyagcserezavarokat és a központi idegrendszer betegségeit is.
