บทคัดย่อ
โรคที่เกิดจากความผิดปกติทางพันธุกรรมมีความหลากหลายมาก บางโรคมีความรุนแรงทำให้ผู้ป่วยทุพพลภาพหรือเสียชีวิตในเวลาไม่นาน ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องแบบปฐมภูมิ หรือ Primary Immunodeficiency Disorders (PIDs) เป็นโรคทางพันธุกรรม ซึ่งภูมิคุ้มกันบกพร่องแต่กำเนิดที่เกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกัน และ/หรือยีนที่มีผลต่อการทำงานของเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันตั้งแต่ในช่วงแรกของชีวิต ส่งผลให้ผู้ป่วยติดเชื้อโรคบ่อยและรุนแรงกว่าคนทั่วไป มีโอกาสเสียชีวิตได้ตั้งแต่ในวัยเด็ก อย่างไรก็ตาม หากผู้ป่วยได้รับการวินิจฉัยและการรักษาที่ถูกต้องและรวดเร็ว ผู้ป่วยมีโอกาสที่จะหายขาดจากโรคได้สูงและมีคุณภาพชีวิตที่ดีเทียบเท่ากับคนปกติ ส่งผลกระทบเชิงบวกต่อผู้ป่วย ครอบครัว และระบบสาธารณสุขของประเทศ ผู้ป่วยเหล่านี้มีความบกพร่องของการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันอย่างรุนแรงและจำเป็นต้องได้รับการรักษาด้วยการปลูกถ่ายสเต็มเซลล์ไม่ว่าจะโดยวิธีการปลูกถ่ายไขกระดูกจากผู้บริจาคหรือการได้รับการรักษาด้วยยีนบำบัด มิเช่นนั้น ผู้ป่วยจะมีโอกาสเสียชีวิตภายใน 5-10 ปีแรกของชีวิต ตัวอย่างของโรคในกลุ่มนี้ ได้แก่ โรค Wiskott-Aldrich Syndrome (WAS) ซึ่งมีความบกพร่องด้านการทำงานของเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดทีลิมโฟโซต์ โรคที่มีความบกพร่องของการทำงานของเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันแต่กำเนิด ได้แก่ โรค Chronic Granulomatous Disease (CGD) เป็นต้น อย่างไรก็ตาม การรักษาด้วยวิธีปลูกถ่ายไขกระดูกยังมีข้อจำกัดหลายประการ เช่น การหาผู้ให้บริจาคไขกระดูกที่เข้ากันได้กับผู้ป่วย ซึ่งมักต้องใช้ระยะเวลานาน ผู้ป่วยอาจเสียชีวิตก่อนที่จะได้รับการรักษานอกจากนี้ ในการปลูกถ่ายไขกระดูกโดยใช้ไขกระดูกจากผู้บริจาค ซึ่งมีความเข้ากันได้ทางพันธุกรรมบางส่วนกับผู้ป่วยอาจจำเป็นต้องให้ยากดภูมิคุ้มกันแก่ผู้ป่วยเพื่อเตรียมร่างกายสำหรับการปลูกถ่ายไขกระดูกและให้ยาเพื่อป้องกันการต่อต้านเซลล์ของผู้ให้บริจาค (Graft Versus Host Prophylaxis) ยิ่งเพิ่มความเสี่ยงในการติดเชื้อและเพิ่มโอกาสการเสียชีวิตในผู้ป่วย จากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีด้านการรักษาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การรักษาโรคโดยใช้ยีนบำบัดและเทคโนโลยีการแก้ไขจีโนม (Genome Editing หรือ Gene Editing) ซึ่งได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในโรคพันธุกรรมบางชนิดอย่างได้ผลในบางประเทศและมีแนวโน้มที่จะถูกนำมาใช้ทางการแพทย์เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการนำเข้าผลิตภัณฑ์ยีนบำบัดจากต่างประเทศมีมูลค่าสูงกว่าที่ผู้ป่วยทั่วไปจะเข้าถึงได้และโรคพันธุกรรมที่หายากจำนวนหนึ่งที่ไม่มีหนทางรักษาอย่างมีประสิทธิภาพ ทางเลือกในการรักษาที่เป็นไปได้ในปัจจุบัน จำเป็นต้องอาศัยวิธีการยีนบำบัดหรือการตัดต่อแก้ไขยีนแบบจำเพาะบุคคล ดังนั้น จึงมีความจำเป็นที่จะต้องพัฒนาเทคโนโลยีการรักษานี้ขึ้นในประเทศ โครงการที่นำเสนอนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาแพลตฟอร์มการรักษาโดยยีนบำบัดหรือการตัดต่อยีนสำหรับผู้ป่วยโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องชนิดปฐมภูมิ อย่างเป็นลำดับขั้นตอนตั้งแต่ในระดับหลอดทดลอง สัตว์ทดลองไปจนถึงทดสอบประสิทธิภาพและความปลอดภัยในผู้ป่วยตามมาตรฐานสากล ผลการศึกษานี้ ที่ผ่านมาสามารถสร้าง WAS-iPSCs และ CGD-iPSCs และ iPSC-derived HSCs สำหรับใช้เป็น Model ในการแก้ไขยีน นอกจากนี้ การกลายพันธุ์ในยีน WAS ที่พบในเซลล์ที่ได้จากผู้ป่วย WAS ได้รับการแก้ไขการกลายพันธุ์ จากการพัฒนาแพลตฟอร์มการแก้ไขจีโนมได้สำเร็จ ซึ่งเทคโนโลยีและแพลตฟอร์มที่พัฒนาได้จากโครงการนี้ สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับโรคพันธุกรรมอื่นๆ ที่พบบ่อยได้อีกมาก สร้างโอกาสให้ผู้ป่วยในประเทศให้ได้รับการรักษาที่ก้าวหน้าและมีประสิทธิภาพ สร้างผลิตภัณฑ์และการบริการทางการแพทย์ ขั้นสูง ลดค่าใช้จ่ายการนำเข้า ซึ่งนำไปสู่แนวทางการดูแลรักษาที่จำเพาะ มีประสิทธิภาพและสามารถเป็นต้นแบบให้สถานพยาบาลอื่นๆ ของประเทศไทยได้ในอนาคต
บทคัดย่อ
Genetic disorders exhibit variable expressivity and phenotypic heterogeneity. Some are fatal or severely debilitating. Primary immunodeficiency diseases (PIDs) are a heterogeneous group of monogenic disorders caused by defects in genes responsible for different components of the immune system. PIDs have phenotypic heterogeneity with varying degrees of immunodeficiency and immune dysregulation. Patients with PIDs are susceptible to infections. Some have severe symptoms. If early diagnosis and treatment could be provided, the diseases could be cured resulting in improved quality of life. Patients with severe immune deficiency have proved to be cured by stem cell transplantation or gene-based therapy. For example, Wiskott-Aldrich syndrome (WAS) is an X-linked recessive disorder characterized by immunodeficiency, thrombocytopenia and eczema. Without bone marrow transplantation, most patients die by 10 years of age due to recurrent infections, haemorrhage or autoimmune diseases. Chronic granulomatous disease (CGD) is a primary immunodeficiency that affects phagocytes of the innate immune system. However, donor availability constrains its usage. Recent technologies including gene therapy and genome editing have been developed and successfully applied to effectively treat some life-threatening genetic disorders in some countries. Very recently, genome editing has proven capable of advancing cell therapies in hemoglobinopathies. For some incurable fatal genetic diseases, development of gene-based therapy would be necessary. The aim of this project is to develop the gene therapy or genome editing platform for primary immunodeficiency diseases systematically both in vitro and in vivo. The safety and efficacy will be evaluated. In this study, WAS-iPSCs, CGD-iPSCs and iPSC-derived HSCs were successfully generated for use as gene editing models. In addition, the causative variant in the WAS gene derived from the patient’s cells were corrected. This study will provide more insight into the use of genome editing that can be applied to the therapeutic modification of human inherited diseases requiring gene correction therapy. In addition, it could lead to the development of effective and reliable protocols for therapies using genome editing strategies in our country in the future.
