Genų redagavimo įtūžio ženklas, paleisties žingsniai redaguoja be CRISPR

Danielis Savage'as

Genų redagavimo sistema CRISPR yra karščiausia biologijos tema, nes ši technika gali pakeisti DNR raides ir galbūt išgydyti genetinę ligą.

Taigi, kas gali būti geriau? O kaip redaguoti genus be CRISPR.

Paskambino startuolis Homologiniai vaistai sako, kad turi būdą tai padaryti. Bedfordo, Masačusetso valstijos, bendrovė surinko įspūdingus 127 milijonus dolerių genetinėms ligoms gydyti naudojant virusus, kurie, jos teigimu, gali veiksmingai pataisyti žmogaus genus.

Jei teiginys yra teisingas, „Homology“ galėjo pasiekti saugiausią ir paprasčiausią būdą pakeisti genus žmogaus kūne – tokiu būdu nereikia perpjauti žmogaus DNR grandžių, kaip tai daro CRISPR.

Turint ką nors geresnio nei CRISPR, būtų didelis poveikis. Tačiau Homologijos moksliniai rezultatai dar nėra plačiai pripažinti. Tiesą sakant, keli mokslininkai sakė MIT technologijų apžvalga kad jie mano, kad teiginiai tikriausiai neteisingi.

Stebina tai, kad ši bendrovė surinko tiek daug pinigų už tai, kas, kaip manoma, yra netiesa mokslo bendruomenėje, sako Vašingtono universiteto Sietle mokslininkas Davidas Russellas. Manau, kad čia tik genų redagavimo šėlsmas.

Šiuo metu ieškojimas geresnių būdų pakeisti žmogaus genus, kad būtų pašalinta liga, gali būti svarbiausias medicinos siekis – ir vienas iš pelningiausių. Trečiadienį JAV maisto ir vaistų administracija patvirtino tai, ką ji pavadino pirmąja genų terapija JAV – „Novartis“ gydymą, kai leukemijai gydyti naudojamos genų modifikuotos imuninės ląstelės. Tokie vaistai galiausiai gali parduoti milijardus.

Didelė pretenzija

Tradiciniai genų terapijos metodai gali pridėti tik genus, dažnai atsitiktinai, naudojant virusą, kad jie patektų į ląsteles. Genų redagavimas, priešingai, reiškia galingas naujas technologijas, kurios taip pat tiksliai ištrina arba peržiūri DNR raides. Kartais tai vadinama genų terapija 2.0.

Iki šiol CRISPR yra pati universaliausia žinoma genų redagavimo sistema. Norėdami redaguoti genomą, jis remiasi nukleaze - baltymo fermentu, kuris pertraukia dvigubą DNR spiralę. Ši žala sukelia neatidėliotinus remonto darbus ląstelės viduje, kurią mokslininkai gali panaudoti DNR kodo raidėms pakeisti.

Įspūdingas „Homology“ teiginys yra tas, kad jis gali redaguoti nepridedant nukleazės, taigi ir nepažeidžiant DNR grandinės. Pagalvokite apie operaciją be skalpelio arba siuvėjas be žirklių.

Tai skamba neįmanoma, bet iš tikrųjų Russellas pirmasis pademonstravo šį reiškinį 1998 m. Jei viruso perduota DNR grandinė labai sutampa su tam tikru genu (šis panašumas vadinamas homologija), ląstelei dalijantis, ji kartais gali ją pakeisti. Taigi, DNR mutaciją galima pakeisti teisinga seka arba redaguoti.

Bėda ta, kad toks virusų sukeltas remontas įvyksta labai retai ir dėl atsitiktinio proceso, kuris vis dar menkai suprantamas. Kai kurių tipų langeliuose redaguojama tik viena iš 1000 langelių. To neužtenka galvoti apie daugelio ligų gydymą, todėl vaistų kūrėjai niekada nebuvo plačiai pritaikyti virusų redagavimui.

Dabar „Homology“ teigia, kad pavyko tai padaryti daug geriau. Gegužės mėn kasmetinis genų ir ląstelių terapijos ekspertų susitikimas , tyrėjai iš bendrovės mokslinio įkūrėjo Saswati Chatterjee iš Vilties miesto nacionalinio medicinos centro Duarte, Kalifornijoje, laboratorijos teigė radę virusai, galintys redaguoti net 50 procentų mėgintuvėlyje esančių ląstelių su genu, dėl kurio jie švyti.

Russellas sako, kad Šventasis Gralis visada turėjo atlikti genų redagavimą naudojant paprastą virusinį vektorių ir be nukleazės. DNR nenutrūksta, toksiškumas yra minimalus ir nėra problemų su pristatymu. Jei pasiektumėte 50 procentų, tai būtų pati geriausia genų redagavimo technika.

Tačiau Russellas sako, kad jaučiasi tikras, kad rezultatas yra per geras, kad būtų tiesa. Kai kurie kiti mokslininkai taip pat teigė skeptiškai nusiteikę. Daugelis iš mūsų auditorijos nebuvo įsitikinę, kad tai, ką jie teigia, patvirtina jų pateikti duomenys, sako Matthew Porteusas, Stanfordo universiteto genų redagavimo specialistas, dalyvavęs pokalbyje ir dirbantis su CRISPR.

Nauji virusai

Bendrovė pradėjo savo veiklą po to, kai Chatterjee nusprendė pradėti kasti kaulų čiulpų mėginius virusų, vadinamų AAV, pėdsakų, kurie naudojami įprastoje genų terapijoje, pėdsakams.

Nauji virusų tipai yra vertingi savaime, nes kiekvienas jų gali padėti mokslininkams užkrėsti konkrečius organus, pvz., smegenis ar kepenis. Didėjantis naujų virusų masyvas yra viena iš priežasčių, kodėl genų terapija tapo vis veiksmingesnė, leidžianti pridėti genų į tam tikras ląsteles, bet ne į kitas. Chatterjee rado 17 naujų virusų tipų ir pateikė jiems patentus.

Tai vienas iš tų eksperimentų, kai atsispiri sau ir sakai: „Kodėl aš apie tai nepagalvojau?“ – sako Fiodoras Urnovas, Altius biomedicinos mokslų instituto Sietle asocijuotas direktorius.

Tačiau Chatterjee pateikė dar vieną teiginį, dėl kurio investuotojai slogavo. Ji sako, kad jos virusai taip pat buvo pagrindinės lygos genų redaktoriai. Tai paskatino įmonės pradžią, sako Homology generalinis direktorius, biotechnologijų vadovas Arthuras Tzianabosas.

Jei redagavimą galima efektyviai atlikti naudojant tik virusą, CRISPR galia būtų sujungta su gerai suprantamų genų terapijos metodų paprastumu. Tai būtų vienos injekcijos, skirtos atlikti genų korekciją organizme; tai būtų didžiulis šuolis, sako Tzianabas. Manome, kad tai lengviau plėtojama, mažiau sudėtinga ir tikslesnė.

Investuotojai, kurie praleido CRISPR, ypač norėjo įsitraukti į veiksmą. „Homology Medicines“ investuotojai yra „5AM Ventures“ ir „ARCH Venture Partners“, abi gerai žinomos rizikos kapitalo grupės. Pastangos iki MIT technologijų apžvalga nepavyko pasiekti partnerių iš dviejų fondų.

Stepheną Elledge'ą, Harvardo universiteto DNR taisymo specialistą, Homology pasamdė moksliniu patarėju ir sutinka, kad yra atvirų klausimų. Neaišku, ką jie rado, kas daro jį geresnį; jie gali gauti daugiau DNR arba tai gali būti kažkas apie virusą. Tai dar ne viskas pavyko, sako jis. Bet aš pamačiau kai kuriuos duomenis ir maniau, kad tai įspūdinga.

„Homology“ vis dar atlieka laboratorinius tyrimus, kad patvirtintų ir išplėstų savo rezultatus, sako Tzianabosas. Visada yra skepticizmas, kai atsiranda kažkas naujo, o tai labai nauja. Pripažįstu, kad tai gana ankstyva technologija, atsirandanti iš akademinės laboratorijos. Mūsų darbas yra industrializuoti šį procesą, sako jis.

Savo ruožtu Chatterjee sako, kad išsamūs jos laboratorijos duomenys, kuriuos ji pateikė publikavimui, netrukus turėtų numalšinti abejojančius. „Nėra jokio pagrindo sakyti, kad mūsų išvados neįmanomos“, – sako ji.

Kitos pradedančiosios įmonės taip pat užsiima virusų redagavimu, nors netvirtina, kad gali tai padaryti beveik taip efektyviai. Russellas vadovauja įmonei pavadinimu Universalios ląstelės kuri bando pagaminti pritaikytų ląstelių atsargoms transplantacijoms. Ir LogicBio , kuri surinko apie 50 milijonų dolerių, nori panaudoti virusų redagavimą vaikams, sergantiems paveldima kepenų liga, gydyti.

Tzianabosas teigia, kad „Homology Medicines“ galiausiai nori panaudoti savo virusų redagavimo triuką, kad gydytų pjautuvinių ląstelių anemiją – kraujo ligą, kurią sukelia nedidelė genetinė klaida ir kuri taip pat yra CRISPR mokslininkų, tokių kaip Porteus, taikinys.

Porteusas sako, kad kol kas laikosi CRISPR. Jis sako, kad yra pakankamai sunkus darbas, nesijaudinant dėl ​​geresnių pelėkautų. Norint patobulinti CRISPR, reikės kažko labai ypatingo.

paslėpti