Gēnu rediģēšanas neprāta zīmē Startup piedāvā rediģēšanu bez CRISPR

Daniels Sevidžs

Gēnu rediģēšanas sistēma CRISPR ir karstākais priekšmets bioloģijā, jo tehnika spēj mainīt DNS burtus un potenciāli izārstēt ģenētisku slimību.

Tātad, kas varētu būt labāks? Kas par veidu, kā rediģēt gēnus bez CRISPR.

Piezvanīja startup Homoloģijas zāles saka, ka ir veids, kā to izdarīt. Uzņēmums Bedfordas, Masačūsetsas štatā, ir savācis iespaidīgus USD 127 miljonus, lai ārstētu ģenētiskās slimības, izmantojot vīrusus, par kuriem tā apgalvo, ka tie spēj efektīvi labot cilvēka gēnus, un tie visi paši par sevi.

Ja tā apgalvojums ir patiess, Homology, iespējams, ir atradis drošāko un vienkāršāko veidu, kā mainīt gēnus cilvēka ķermenī — tādu, kas neprasa atdalīt cilvēka DNS pavedienus, kā to dara CRISPR.

Ja būtu kaut kas labāks par CRISPR, tas būtu ļoti svarīgi. Bet Homoloģijas zinātniskie rezultāti vēl nav plaši pieņemti. Faktiski vairāki zinātnieki stāstīja MIT tehnoloģiju apskats ka viņi uzskata, ka apgalvojumi, iespējams, ir nepareizi.

Pārsteidzoši ir tas, ka šis uzņēmums savāca tik daudz naudas par kaut ko, ko zinātnieku aprindās uzskata par nepatiesu, saka Deivids Rasels, Vašingtonas universitātes Sietlā pētnieks. Es domāju, ka ir tikai gēnu rediģēšanas neprāts.

Šobrīd medicīnas svarīgākais uzdevums un viens no ienesīgākajiem meklējumiem ir atrast labākus veidus, kā mainīt cilvēka gēnus, lai novērstu slimības. Trešdien ASV Pārtikas un zāļu pārvalde apstiprināja to, ko tā nosauca par pirmo gēnu terapiju ASV, Novartis ārstēšanu, kas izmanto gēnu modificētas imūnās šūnas, lai ārstētu leikēmiju. Tādas zāles kā tas galu galā varētu radīt miljardu pārdošanas apjomu.

Liela prasība

Tradicionālās gēnu terapijas metodes var pievienot tikai gēnus, bieži vien nejauši, izmantojot vīrusu, lai tos iekļūtu šūnās. Gēnu rediģēšana, gluži pretēji, attiecas uz jaunām jaudīgām tehnoloģijām, kas arī precīzi dzēš vai pārskata DNS burtus. To dažreiz sauc par gēnu terapiju 2.0.

Līdz šim CRISPR ir vispusīgākā zināmā gēnu rediģēšanas sistēma. Lai rediģētu genomu, tas paļaujas uz nukleāzi — proteīna enzīmu, kas šķeļ DNS dubulto spirāli. Šie bojājumi izraisa ārkārtas remontdarbus šūnā, ko zinātnieki var izmantot, lai mainītu burtus DNS kodā.

Homoloģijas pārsteidzošais apgalvojums ir tāds, ka tai ir veids, kā rediģēt, nepievienojot nukleāzi un tādējādi nepārraujot DNS virkni. Padomājiet par operāciju bez skalpeļa vai drēbnieku bez šķērēm.

Tas izklausās neiespējami, bet patiesībā Rasels pirmais demonstrēja šo fenomenu 1998. gadā. Ja vīrusa piegādātā DNS virkne cieši sakrīt ar noteiktu gēnu (šo līdzību sauc par homoloģiju), tā dažkārt var apmainīties pret to, kad šūna dalās. Tādējādi DNS mutāciju var aizstāt ar pareizu secību vai rediģēt.

Problēma ir tāda, ka šādi vīrusu izraisīti remontdarbi notiek ļoti reti un nejauša procesa rezultātā, kas joprojām ir slikti saprotams. Dažos šūnu tipos tiek rediģēta tikai viena no 1000 šūnām. Ar to nepietiek, lai domātu par vairuma slimību ārstēšanu, tāpēc vīrusu rediģēšanu zāļu izstrādātāji nekad nav plaši izmantojuši.

Tagad Homology saka, ka ir izdevies to izdarīt daudz labāk. Maijā plkst gadskārtējā gēnu un šūnu terapijas ekspertu sanāksme , pētnieki no uzņēmuma zinātniskā dibinātāja Saswati Chatterjee laboratorijas no Cerības pilsētas Nacionālā medicīnas centra Duartē, Kalifornijā, teica, ka ir atraduši vīrusi, kas spēj rediģēt pat 50 procentus šūnu mēģenē ar gēnu, kas liek tiem mirdzēt.

Svētajam Grālam vienmēr bija jāveic gēnu rediģēšana ar vienkāršu vīrusu vektoru un bez nukleāzes, saka Rasels. Nav DNS pārgriešanas, minimāla toksicitāte un nav problēmu ar piegādi. Ja sasniegtu 50 procentus, tā būtu visu laiku labākā gēnu rediģēšanas tehnika.

Taču Rasels saka, ka jūtas pārliecināts, ka rezultāts ir pārāk labs, lai būtu patiesība. Vairāki citi zinātnieki teica, ka arī viņi ir skeptiski. Daudzi no mums auditorijā nebija pārliecināti, ka viņu apgalvojumi ir pamatoti ar viņu iesniegtajiem datiem, saka Metjū Portejs, Stenfordas universitātes gēnu rediģēšanas speciālists, kurš piedalījās sarunā un kurš strādā pie CRISPR.

Jauni vīrusi

Uzņēmums sāka savu darbību pēc tam, kad Chatterjee nolēma sākt iegūt kaulu smadzeņu paraugus, lai atrastu vīrusu pēdas, ko sauc par AAV, ko izmanto tradicionālajā gēnu terapijā.

Jauni vīrusu veidi ir vērtīgi paši par sevi, jo katrs veids var palīdzēt zinātniekiem inficēt noteiktus orgānus, piemēram, smadzenes vai aknas. Pieaugošais jaunu vīrusu klāsts ir viens no iemesliem, kāpēc gēnu terapija ir kļuvusi arvien efektīvāka, ļaujot gēnus pievienot noteiktām šūnām, bet ne citām. Chatterjee atrada 17 jaunus vīrusu tipus un iesniedza tiem patentus.

Tas ir viens no tiem eksperimentiem, ar kuru jūs spārdaties un sakāt: 'Kāpēc es par to neiedomājos?' saka Fjodors Urnovs, Sietlas Altiusa Biomedicīnas zinātņu institūta asociētais direktors.

Bet Chatterjee izteica vēl vienu apgalvojumu, kas lika investoriem slaistīties. Viņa saka, ka viņas vīrusi arī izrādījās galvenās līgas gēnu redaktori. Tas aizdedzināja uzņēmuma sākumu, saka Homology izpilddirektors, biotehnoloģiju vadītājs Artūrs Tzianaboss.

Ja rediģēšanu var efektīvi veikt tikai ar vīrusu, tas apvienotu CRISPR spēku ar labi saprotamu gēnu terapijas metožu vienkāršību. Tās būtu vienas injekcijas, lai veiktu gēnu korekciju organismā; tas būtu milzīgs lēciens, saka Tzianaboss. Mēs domājam, ka tas ir vieglāk izstrādājams, mazāk sarežģīts un precīzāks.

Investori, kuri palaida garām CRISPR, īpaši vēlējās iesaistīties akcijā. Homology Medicines investori ir 5AM Ventures un ARCH Venture Partners, abas labi zināmas riska kapitāla grupas. Pūles pēc MIT tehnoloģiju apskats sasniegt partnerus abos fondos nebija veiksmīga.

Stīvens Eledžs, Hārvardas universitātes DNS remonta speciālists, Homology nolīga par zinātnisko padomdevēju, un viņš piekrīt, ka ir atklāti jautājumi. Nav skaidrs, ko viņi ir atraduši, kas padara to labāku; viņi varētu iegūt vairāk DNS, vai arī tas varētu būt kaut kas par vīrusu. Tas vēl nav viss, viņš saka. Bet es redzēju dažus datus, un man tas šķita iespaidīgi.

Homoloģija joprojām veic laboratorijas pētījumus, lai apstiprinātu un paplašinātu rezultātus, saka Tzianabos. Vienmēr ir skepse, kad ir kaut kas jauns, un tas ir ļoti jauns. Es atzīstu, ka šī ir diezgan agrīna tehnoloģija, kas nāk no akadēmiskās laboratorijas. Viņš saka, ka mūsu uzdevums ir industrializēt šo procesu.

Savukārt Chatterjee saka, ka viņas laboratorijas detalizētajiem datiem, ko viņa ir iesniegusi publicēšanai, drīzumā vajadzētu nomierināt šaubīgos. 'Nav pamata teikt, ka mūsu atklājumi ir neiespējami,' viņa saka.

Arī citi jaunuzņēmumi nodarbojas ar vīrusu rediģēšanu, lai gan viņi neapgalvo, ka varētu to darīt gandrīz tik efektīvi. Rasels vada uzņēmumu ar nosaukumu Universālās šūnas kas mēģina izgatavot pielāgotus šūnu krājumus transplantācijām. Un LogicBio , kas ir savākusi aptuveni 50 miljonus dolāru, vēlas izmantot vīrusu rediģēšanu, lai ārstētu bērnus ar iedzimtu aknu slimību.

Tzianabos saka, ka Homology Medicines galu galā vēlas izmantot savu vīrusu rediģēšanas triku, lai ārstētu sirpjveida šūnu anēmiju, asins stāvokli, ko izraisa neliela ģenētiska kļūda un kas ir arī CRISPR zinātnieku, piemēram, Porteus, mērķis.

Portejs saka, ka pagaidām pieturas pie CRISPR. Viņš saka, ka ir pietiekami smags darbs, lai to paveiktu, neuztraucoties par labāku peļu slazdu. Lai uzlabotu CRISPR, būs nepieciešams kaut kas ļoti īpašs.

paslēpties