Na znak szaleństwa edycji genów, edycja prezentacji startowych bez CRISPR

Daniel Savage

System edycji genów CRISPR jest najgorętszym tematem w biologii ze względu na zdolność techniki do zmiany liter DNA i potencjalnego wyleczenia chorób genetycznych.

Więc co może być lepszego? A co ze sposobem na edycję genów bez żadnego CRISPR.

Startup o nazwie Leki homologiczne mówi, że ma na to sposób. Firma Bedford w stanie Massachusetts zebrała imponującą kwotę 127 milionów dolarów na leczenie chorób genetycznych za pomocą wirusów, które, jak twierdzi, są w stanie skutecznie naprawiać ludzkie geny, wszystkie na własną rękę.

Jeśli to twierdzenie jest prawdziwe, Homology może trafić na najbezpieczniejszy, najprostszy sposób na zmianę genów w ludzkim ciele – taki, który nie wymaga przecinania nici DNA danej osoby, jak robi to CRISPR.

Posiadanie czegoś lepszego niż CRISPR miałoby duży wpływ. Ale naukowe wyniki Homology nie są jeszcze powszechnie akceptowane. W rzeczywistości kilku naukowców powiedziało: Przegląd technologii MIT że uważają, że twierdzenia są prawdopodobnie błędne.

Zaskakujące jest to, że ta firma zebrała tak dużo pieniędzy na coś, co w środowisku naukowym uważano za nieprawdziwe, mówi David Russell, badacz z University of Washington w Seattle. Myślę, że to tylko szał edycji genów.

Obecnie znalezienie lepszych sposobów na zmianę genów danej osoby w celu wyeliminowania choroby może być najważniejszym zadaniem medycyny — i jednym z najbardziej lukratywnych. W środę amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków zatwierdziła to, co nazwała pierwszą terapią genową w USA, leczenie firmy Novartis, które wykorzystuje zmodyfikowane genowo komórki odpornościowe do leczenia białaczki. Takie leki mogą w końcu wygenerować miliardową sprzedaż.

Duże roszczenie

Tradycyjne metody terapii genowej mogą jedynie dodawać geny, często losowo, za pomocą wirusa, który wprowadza je do wnętrza komórek. Natomiast edycja genów odnosi się do potężnych nowych technologii, które również precyzyjnie usuwają lub poprawiają litery DNA. Czasami nazywa się to terapią genową 2.0.

Jak dotąd CRISPR jest najbardziej wszechstronnym znanym systemem edycji genów. Aby edytować genom, wykorzystuje nukleazę – enzym białkowy, który przecina podwójną helisę DNA. To uszkodzenie powoduje nagłe naprawy wewnątrz komórki, które naukowcy mogą wykorzystać do zmiany liter w kodzie DNA.

Uderzającym twierdzeniem Homology jest to, że umożliwia edycję bez dodawania nukleazy, a zatem bez przerywania nici DNA. Pomyśl o operacji bez skalpela lub krawcu bez nożyczek.

Brzmi to niemożliwe, ale w rzeczywistości Russell jako pierwszy zademonstrował to zjawisko w 1998 roku. Jeśli nić DNA dostarczana przez wirusa ściśle pasuje do danego genu (to podobieństwo określa się mianem homologii), może czasami zamienić się w nią, gdy komórka się dzieli. W ten sposób mutację DNA można zastąpić prawidłową sekwencją lub edytować.

Problem polega na tym, że takie naprawy powodowane przez wirusy zdarzają się bardzo rzadko i w wyniku przypadkowego procesu, który pozostaje słabo poznany. W niektórych typach komórek edytowana jest tylko jedna komórka na 1000. To nie wystarczy, aby myśleć o leczeniu większości chorób — dlatego edytowanie wirusów nigdy nie zostało powszechnie przyjęte przez twórców leków.

Teraz Homology mówi, że znalazł sposób na zrobienie tego znacznie lepiej. W maju na coroczne spotkanie ekspertów terapii genowej i komórkowej , naukowcy z laboratorium założyciela naukowego firmy, Saswati Chatterjee z City of Hope National Medical Center w Duarte w Kalifornii, powiedzieli, że odkryli wirusy zdolne do edycji nawet 50 procent komórek w probówce z genem, który nadaje im blask.

„Święty Graal” zawsze polegał na edycji genów za pomocą prostego wektora wirusowego i bez nukleazy, mówi Russell. Nie ma cięcia DNA, minimalnej toksyczności i żadnych problemów z dostawą. Jeśli osiągniesz 50 procent, byłaby to najlepsza technika edycji genów w historii.

Ale Russell mówi, że jest przekonany, że wynik jest zbyt dobry, aby był prawdziwy. Kilku innych naukowców również powiedziało, że są sceptyczni. Wielu z nas na widowni nie było przekonanych, że to, co twierdzili, jest poparte danymi, które przedstawiali, mówi Matthew Porteus, specjalista od edycji genów na Uniwersytecie Stanforda, który uczestniczył w wykładzie i pracuje nad CRISPR.

Nowe wirusy

Firma rozpoczęła działalność po tym, jak Chatterjee zdecydował się rozpocząć wydobywanie próbek szpiku kostnego w poszukiwaniu śladów wirusów, zwanych AAV, które są wykorzystywane w konwencjonalnej terapii genowej.

Nowe typy wirusów są cenne same w sobie, ponieważ każdy z nich może pomóc naukowcom zainfekować określone narządy, takie jak mózg czy wątroba. Rosnąca gama nowych wirusów jest jednym z powodów, dla których terapia genowa staje się coraz bardziej skuteczna, umożliwiając dodawanie genów do niektórych komórek, ale nie do innych. Chatterjee znalazł 17 nowych typów wirusów i złożył na nie patenty.

To jeden z tych eksperymentów, w których się kopasz i mówisz: „Dlaczego o tym nie pomyślałem?” – mówi Fiodor Urnov, zastępca dyrektora Altius Institute for Biomedical Sciences w Seattle.

Ale Chatterjee wysunął kolejne twierdzenie, które wywołało ślinienie się inwestorów. Mówi, że jej wirusy również okazały się edytorami genów z pierwszej ligi. To zapoczątkowało początek firmy, mówi dyrektor generalny Homology, dyrektor biotechnologiczny Arthur Tzianabos.

Jeśli edycję można skutecznie przeprowadzić za pomocą samego wirusa, połączyłoby to moc CRISPR z prostotą dobrze poznanych metod terapii genowej. To byłyby pojedyncze zastrzyki w celu korekcji genów w organizmie; to byłby ogromny skok, mówi Tzianabos. Uważamy, że jest łatwiejszy do opracowania, mniej skomplikowany i bardziej precyzyjny.

Inwestorzy, którzy przegapili CRISPR, byli szczególnie chętni do włączenia się w akcję. Inwestorami stojącymi za Homology Medicines są 5AM Ventures i ARCH Venture Partners, obie znane grupy venture capital. Wysiłki przez Przegląd technologii MIT dotarcie do partnerów w obu funduszach nie powiodło się.

Stephen Elledge, specjalista ds. naprawy DNA z Uniwersytetu Harvarda, został zatrudniony przez Homology jako doradca naukowy i zgadza się, że istnieją otwarte pytania. Nie jest jasne, co znaleźli, co czyni go lepszym; mogą dostawać więcej DNA lub może to być coś związanego z wirusem. To jeszcze nie wszystko przepracowane, mówi. Ale widziałem pewne dane i pomyślałem, że są imponujące”.

Homology nadal prowadzi badania laboratoryjne, aby potwierdzić i rozszerzyć swoje wyniki, mówi Tzianabos. Zawsze pojawia się sceptycyzm, gdy pojawia się coś nowego, a to jest bardzo nowe. Zdaję sobie sprawę, że to dość wczesna technologia wychodząca z laboratorium akademickiego. Naszym zadaniem jest uprzemysłowienie tego procesu – mówi.

Ze swojej strony Chatterjee mówi, że szczegółowe dane z jej laboratorium, które przedłożyła do publikacji, powinny wkrótce stłumić wątpiących. „Nie ma podstaw do twierdzenia, że ​​nasze odkrycia są niemożliwe” – mówi.

Inne firmy rozpoczynające działalność również prowadzą edycję wirusów, chociaż nie twierdzą, że mogą to zrobić tak skutecznie. Russell prowadzi firmę o nazwie Uniwersalne Ogniwa która stara się przygotować niestandardowe dostawy komórek do przeszczepów. i LogikaBio , która zebrała około 50 milionów dolarów, chce wykorzystać edycję wirusów do leczenia dzieci z dziedziczną chorobą wątroby.

Tzianabos mówi, że Homology Medicines ostatecznie chce wykorzystać swoją sztuczkę z edycją wirusów w leczeniu anemii sierpowatej, choroby krwi spowodowanej drobnym błędem genetycznym, która jest również celem naukowców CRISPR, takich jak Porteus.

Porteus mówi, że na razie trzyma się CRISPR. Mówi, że jest wystarczająco dużo pracy, aby to zrobić, nie martwiąc się o lepszą pułapkę na myszy. Potrzeba czegoś wyjątkowego, aby ulepszyć CRISPR.

ukryć