Ühekordse CRISPR-i geeniteraapia eesmärk on ennetada südameinfarkti

Mõne kuu pärast, julge kliiniline uuring võib oluliselt vähendada südameinfarkti riski kõige haavatavamatel inimestel. Kui kõik läheb hästi, kulub vaid üks amps.

See pole tavaline löök. Kohtuprotsess, mida juhtis Verve TherapeuticsMassachusettsis asuv biotehnoloogiaettevõte on üks esimesi, kes testib geneetilisi baasredaktoreid otse inimkehas. Geeni redigeerimise tööriista CRISPR-Cas9 variant, baastoimetajad tõusid kuulsuseni, kui esmakordselt tutvustatud nende tõhususe eest üksikute geneetiliste tähtede asendamisel ilma õrnu DNA ahelaid purustamata. Sest see on turvalisem kui klassikaline versioon CRISPR, sütitas uus tööriist lootust, et seda saab kasutada geneetiliste haiguste raviks.

Verve tegevjuht dr Sekar Kathiresan võttis teadmiseks. Harvardi ülikooli kardioloog Kathiresan mõtles, kas baastoimetamine võib aidata lahendada üht meie aja peamist tapjat: südameinfarkti. See tundus ideaalne katsejuhtum. Teame ühte peamist südameatakkide põhjust – kõrget kolesteroolitaset, eriti LDL-C-ks (madala tihedusega lipoproteiini kolesterool). Teame ka mitmeid peamisi geene, mis kontrollivad selle taset. Ja – mis kõige tähtsam – me teame DNA tähtede vahetust, mis võib teoreetiliselt drastiliselt alandada LDL-C taset ja omakorda vähendada südameinfarkti riski.

On ainult üks probleem: me ei tea, kuidas lihtsad toimetajad elusas inimkehas käituvad.

Kolesterooli tants

LDL-C on nagu rasvane närimiskumm, millesse on segatud killuke valku. Tavaliselt keerleb see veres ja lõpuks tõmmatakse mullilaadsete "laevadega" rakkudesse ja süüakse happega täidetud kambris (jah). , rakubioloogia on kohutavalt veider). Voilá – vereringes on vähem rasva.

Selleks peab LDL-C rakku dokkima. Dokkimispunkti nimetatakse tabavalt LDLR-ks, retseptoriks on "R". Nagu tõhus laevatehas, kontrollib rakk, mitu dokki on saadaval sõltuvalt LDL-C tasemest. Kui kolesterooli pole piisavalt, suunab rakk dokke hävitama "käitleja" PCSK9.

Kuid PCSK9 võib mõnikord olla liiga innukas. Ilma piisava arvu dokkideta pole LDL-C-l millestki haarata ja see koguneb vereringesse. Lõpuks kleepub see veresoonte seintele ja moodustab vastiku kooriku, ahendab verevarustuse infrastruktuuri ja suurendab südameinfarkti või insuldi riski. Kogu protsess läheb hoogsalt käima perekondliku hüperkolesteroleemia (HeFH) korral, kus PCSK9 DNA tähemuutused tõstavad seda, mis omakorda tõstab kolesteroolitaset hüppeliselt – sageli eluohtliku tasemeni.

PCSK9 on olnud teadlaste sihtpunktis aastakümneid. Statiinid on populaarne valik, kuid need sihivad ainult sümptomit – kõrget kolesteroolitaset –, ilma et tekiks põhiline geneetiline probleem. FDA kiitis 2015. aastal heaks mitmed ravimid, näiteks antikehad, mis inhibeerivad selle toimet. Teine võimalus geeniekspressiooni peatamiseks on väike segav RNA, mis jõudis turule 2021. aastal. Kuid mõlemad ravimeetodid nõuavad sagedased süstid—mõned arstikabinetis — muutes nad elukestvaks võitluseks. Samuti ei ole need mõeldud suuremale hulgale südameinfarkti riskiga inimestele.

Kas eluaegse investeeringu asemel on võimalik teha üks süst ja teha südamehaiguste korral?

Primaadi edu

Aastal 2021, Kathiresan tegi radikaalse käigu: unustage mööduvad ravimeetodid – võtkem sihikule allikas.

Kasutades CRISPR-i baastoimetajaid, arendas tema meeskond edasi eelnev töö hiirtega ja näitas, et ABE8.8-ks nimetatud baasredaktori üks süst võib tervetel makaakidel vähendada nii PCSK9 kui ka LDL-kolesterooli taset.

Teraapia on kunstiteos. See sisaldab kahte lihtsalt ja odavalt sünteesitavat komponenti: mRNA-d, mis teeb keha sees baasredaktoriks, ja juht-RNA-d (gRNA), mis suunab baasredaktori õigesse DNA-punkti. Seejärel suleti komponendid lipiidide nanoosakeste – põhiliselt rasvamulli – sisse ja süstiti ahvide vereringesse.

Erinevalt klassikalistest CRISPR-ravimeetoditest, mille puhul on tavaliselt vaja viirust, on lipiidide nanoosakesed palju ohutumad, kuna neil ei ole genoomi integreerumise ohtu. Neid omastab kergesti ka maks. Maks on kolesterooli metabolismi peamise allikana ideaalne kandidaat geeniredaktori ja kohaletoimetamismehhanismi testimiseks.

Vaid ühe infusiooniga oli ravi PCSK63 geeni redigeerimise sagedus 9 protsenti. Kahe nädala pärast langes ahvide kolesteroolitase enam kui poole võrra. See ei ole lihtsalt silmapilk, vaid ka kõrvalekalle: kaheksa kuu pärast oli ahvidel vaid 10 protsenti endisest PCSK9 tasemest ja pidevalt madal kolesteroolitase. Biopsiad ja vereanalüüsid näitasid ka, et ahvidel esines vähe kõrvaltoimeid.

Geenitoimetaja oli ka šokeerivalt konkreetne. Ühel ekraanil avanes sihtmärgiväliseks redigeerimiseks ainult üks DNA sait. Siiski võib see koht olla ahvispetsiifiline ja seda ei märgitud inimese maksarakkude testides kunagi probleemina.

See on põnev näide "CRISPR-i baasi redigeerimise tohutust ravipotentsiaalist". ütles Dr Eva van Rooij Hollandi Hubrechti Instituudist, kes sel ajal uuringus ei osalenud. "Loomulikult tuleb käsitleda probleeme sihtmärgiväliste mutatsioonide, immunogeensuse ja elundi sihtimisega. Sellegipoolest tundub CRISPR-põhiste süsteemide kiire arengu tõttu vaid aja küsimus, millal täpse genoomi redigeerimise eelised kaaluvad üles kliinilisele tõlkele ülemineku puudused.

Paradigma muutus

Inimkehas geenide otsene redigeerimine südameinfarkti ärahoidmiseks võib tunduda ekstreemne. Kuid meeskonnal on põhjust järgida üks ja tehtud strateegiat.

Peamisel maksarakkude tüübil on suhteliselt pikk eluiga. See tähendab, et "geeni redigeerimise komponentide ühekordne manustamine PCSK9 funktsiooni püsivaks pärssimiseks maksas võib seega olla tõhus aastakümneid, parandades elukvaliteeti ja vähendades tervishoiukulusid." ütles van Rooij.

Verve ei ole ainus ettevõte, kes silmitsi südamehaiguste paradigma muutusega. Teine uuring samal ajal kasutas Zürichi ülikooli dr Gerald Schwanki juhtimisel sarnast CRISPR-i baasi redigeerimise lähenemisviisi ja leidis kuu aega hiljem PCSK26 taseme languse 9 protsenti, mis pärast teist annust suurendas efektiivsust. Veel üks uuring PCSK9 sihtimine kasutas teistsugust teed antisenss-oligonukleotiididega (ASO), DNA tähtede jadaga, mis blokeerib geeni. Siin manustati ravimit süstimise asemel suukaudselt, PCSK9 väljalülitamise kiirusega.

Verve jaoks on palju tegemist kliinilise uuringuga, mis peaks toimuma Uus-Meremaal 2022. aasta keskel. Kui see õnnestub, on see esimene katsetus kasutada põhiredaktoreid otse keha sees ja potentsiaalselt püsiv lahendus südameatakkide haldamiseks. Alustuseks värbab uuring ainult inimesi, kellel on HeFH - geneetiline häire, mis põhjustab äärmiselt kõrget kolesteroolitaset. Esimene etapp keskendub peamiselt ohutusele, kuigi pärast analüüsi võib ilmneda ka parandusi, kui neid on. Verve loodab esialgseid tulemusi umbes 2023. aastaks. Samal ajal taotleb ettevõte ka Ühendkuningriigilt ja USA-lt kliinilise uuringu rohelist tuld.

Ettevõttel seisab ees võitlus. Kuigi prekliinilistes uuringutes hiirte ja ahvidega peeti seda ohutuks, võib inimese immuunsüsteem siiski rünnata manustamisvahendit. Patsientide poolt võib ravi olla ka vastumeelsus, kuna see muudab otseselt genoomi. Pikaajaline ravi ja kõrvaltoimed on teadmata. Ja lõpuks, ravi maksumus -hinnanguliselt 50,000 200,000 kuni XNUMX XNUMX dollarit— muudaks selle mõne jaoks kättesaamatuks. Näiteks statiinid võivad olla nii madalad kui $ 29 kuu, kuid vajavad pikaajalist ravi.

Verve vaatab juba tulevikku. "Keskendume esmalt täiskasvanutele, kellel on eluohtlik aterosklerootiline kardiovaskulaarne haigus (ASCVD) ja seejärel laieneme laiemale haigusega patsientide populatsioonile," ütlesid nad. ütles.

Vahepeal peavad tegutsema juriidilised ja hüvitamismehhanismid. Dr. Coen Paulusma ja Piter Bosma Amsterdami ülikoolis, kes varem kommenteeritud ahviuuringute kohta: "Nende elumuutvate ravimeetodite lähitulevikus patsientidele kättesaadavaks tegemine on reguleerivate asutuste, tervisekindlustusseltside ja valitsuste ülesanne. Arvestades nende põnevate tehniliste arengute tempot, on neil kõigil keeruline sammu pidada.

Image Credit: Jolygon / Shutterstock.com

• Münditark. Euroopa parim Bitcoini ja krüptobörs.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. TASUTA PÄÄS.
• CryptoHawk. Altcoini radar. Tasuta prooviversioon.
• Allikas: https://singularityhub.com/2022/05/16/a-one-and-done-crispr-gene-therapy-will-aim-to-prevent-heart-attacks/