Enkratna genska terapija CRISPR bo namenjena preprečevanju srčnih napadov

Čez nekaj mesecev, drzno klinično preskušanje lahko bistveno zmanjša tveganje za srčni napad pri najbolj ranljivih ljudeh. Če bo vse v redu, bo potreben samo en posnetek.

To ni navaden strel. Sojenje, ki ga je vodil Verve terapevtika, biotehnološko podjetje s sedežem v Massachusettsu, bo eno prvih, ki bo testiralo urejevalnike genetske baze neposredno v človeškem telesu. Različica orodja za urejanje genov CRISPR-Cas9, osnovni urejevalniki so postali slavni, ko prvič uveden zaradi njihove učinkovitosti pri nadomeščanju posameznih genetskih črk brez pretrganja občutljivih DNK verig. Ker je varnejša od klasične različice CRISPR, je novo orodje vzbudilo upanje, da bi ga lahko uporabili za zdravljenje genetskih bolezni.

Direktor podjetja Verve, dr. Sekar Kathiresan, je to upošteval. Kardiolog z univerze Harvard, Kathiresan, se je spraševal, ali lahko urejanje baze pomaga rešiti enega glavnih ubijalcev našega časa: srčne napade. Zdel se je popoln testni primer. Poznamo enega glavnih vzrokov za srčne napade – visoke ravni holesterola, zlasti različico, imenovano LDL-C (holesterol lipoprotein nizke gostote). Poznamo tudi več glavnih genov, ki nadzorujejo njegovo raven. In kar je najpomembneje, poznamo zamenjavo črk DNK, ki lahko teoretično drastično zniža LDL-C in posledično zmanjša tveganje za srčne napade.

Obstaja le ena težava: ne vemo, kako se bodo osnovni uredniki obnašali v živem človeškem telesu.

Ples holesterola

LDL-C je kot masten kos žvečilnega gumija z vmešanimi drobci beljakovin. Običajno se vrtinči v krvi in ​​se na koncu povleče v celice v mehurčkih podobnih "ladjah" in se poje v predelu, napolnjenem s kislino (ja , celična biologija je neverjetno čudna). Voilá – krvni obtok ima manj maščobe.

Da se to zgodi, se mora LDL-C pritrditi na celico. Priključna točka je primerno imenovana LDLR, z "R" za receptor. Tako kot učinkovita ladijska ladjedelnica celica nadzoruje, koliko dokov je na voljo glede na raven LDL-C. Če holesterola ni dovolj, celica naroči »upravljavcu«, PCSK9, da uniči doke.

Toda PCSK9 lahko včasih postane preveč vnet. Brez zadostnega števila postaj se LDL-C nima za kaj prijeti in se kopiči v krvnem obtoku. Sčasoma se prilepi na stene krvnih žil in ustvari neprijetno skorjo, kar zoži infrastrukturo za oskrbo s krvjo in poveča tveganje za srčni napad ali možgansko kap. Celoten proces se pri družinski hiperholesterolemiji (HeFH) dvigne v visoko prestavo, kjer se spremembe črk DNK v PCSK9 povečajo, kar posledično skokovito dvigne holesterol – pogosto do smrtno nevarne ravni.

PCSK9 je že desetletja v središču pozornosti znanstvenikov. Statini so priljubljena izbira, vendar ciljajo le na simptom – visok holesterol –, ne da bi se lotili osnovne genetske težave. FDA je leta 2015 odobrila več zdravil, kot so protitelesa, ki zavirajo njegovo delovanje. Druga možnost za zaustavitev izražanja genov je majhna moteča RNA, ki je prišla na trg leta 2021. Vendar obe zdravljenji zahtevata pogoste injekcije— nekateri v zdravniški ordinaciji — zaradi česar se borijo vse življenje. Prav tako niso zasnovani za večjo populacijo ljudi s tveganjem srčnega infarkta.

Ali obstaja način, da se namesto življenjske naložbe odločimo za enkratno zdravljenje bolezni srca?

Uspeh primata

Leta 2021 Kathiresan naredila radikalno potezo: pozabite na prehodne terapije – usmerimo se na vir.

Z uporabo urednikov baze CRISPR je njegova ekipa nadgradila prejšnje delo pri miših in pokazala, da lahko ena sama injekcija urejevalnika baz, imenovanega ABE8.8, zmanjša tako ravni holesterola PCSK9 kot LDL pri zdravih opicah makaki.

Terapija je umetniško delo. Vsebuje dve enostavni in poceni sintetizirani komponenti: mRNA, ki tvori urejevalnik baze v telesu, in vodilno RNA (gRNA), ki usmerja urejevalnik baze na pravilno mesto DNK. Komponente so bile nato obdane z lipidnim nanodelcem - v bistvu maščobnim mehurčkom - in vbrizgane v opičji krvni obtok.

Za razliko od klasičnih zdravljenj s CRISPR, ki običajno zahtevajo, da virus stopi, so lipidni nanodelci veliko varnejši, saj ne predstavljajo tveganja integracije v genom. Prav tako jih zlahka prevzamejo jetra. Kot glavni vir presnove holesterola so jetra popoln kandidat za testiranje urejevalnika genov in mehanizma dostave.

S samo eno infuzijo je imela terapija 63-odstotno pogostnost pri urejanju gena PCSK9. Po dveh tednih se je raven holesterola pri opicah znižala za več kot polovico. Ne gre samo za pomotoma, ampak za odpravo napake: po osmih mesecih so imele opice samo 10 odstotkov svojih prejšnjih ravni PCSK9 in dosledno nizek holesterol. Biopsije in preiskave krvi so prav tako pokazale, da so opice imele malo stranskih učinkov.

Tudi urednik genov je bil šokantno specifičen. Na enem zaslonu se je pojavilo samo eno mesto DNK za urejanje, ki ni ciljno. Vendar pa je mesto morda specifično za opice in ni bilo nikoli označeno kot težava v testih s človeškimi jetrnimi celicami.

To je vznemirljiv primer "ogromnega terapevtskega potenciala urejanja baze CRISPR," je dejal Dr. Eva van Rooij na inštitutu Hubrecht na Nizozemskem, ki takrat ni bila vključena v študijo. »Seveda je treba obravnavati pomisleke glede mutacij, ki niso ciljne, imunogenosti in ciljanja na organe. Kljub temu se ob hitrem napredku sistemov, ki temeljijo na CRISPR, zdi samo vprašanje časa, kdaj bodo prednosti natančnega urejanja genoma odtehtale slabosti prehoda na klinično prevajanje.«

Premik paradigme

Neposredno urejanje genov v človeškem telesu za preprečevanje srčnih napadov se morda zdi ekstremno. Toda ekipa ima razlog, da sledi strategiji enkrat in končano.

Glavna vrsta jetrnih celic ima relativno dolgo življenjsko dobo. To pomeni, da bi "enkratno dajanje komponent za urejanje genov za trajno zaviranje delovanja PCSK9 v jetrih lahko učinkovito desetletja, izboljšalo kakovost življenja in zmanjšalo stroške zdravstvenega varstva," je dejal van Rooij.

Verve ni edino podjetje, ki razmišlja o spremembi paradigme za bolezni srca. Druga študija istočasno je pod vodstvom dr. Geralda Schwanka z Univerze v Zürichu uporabil podoben pristop urejanja baze CRISPR in ugotovil 26-odstotno zmanjšanje ravni PCSK9 mesec dni kasneje, ki se je povečala v učinkovitosti po drugem odmerku. Še ena študija ciljanje na PCSK9 je ubralo drugačno pot s protismiselnimi oligonukleotidi (ASO), nizom črk DNK, ki blokirajo gen. Tukaj je bilo zdravljenje zaužito peroralno in ne vbrizgano, s stopnjami izklopa PCSK9.

Za Verve je veliko odvisno od kliničnega preskušanja, ki naj bi potekalo na Novi Zelandiji sredi leta 2022. Če bo uspešen, bo to prvi poskus uporabe osnovnih urejevalnikov neposredno v telesu in potencialno trajna rešitev za obvladovanje srčnih napadov. Za začetek bodo v poskus vključili le ljudi s HeFH, genetsko motnjo, ki povzroča izjemno visoke ravni holesterola. Prva faza je osredotočena predvsem na varnost, čeprav se po analizi lahko pokažejo tudi izboljšave – če sploh. Verve pričakuje začetne rezultate okoli leta 2023. Medtem podjetje tudi zaprosi Združeno kraljestvo in ZDA za zeleno luč za klinično preskušanje.

Pred podjetjem je boj. Čeprav je bilo v predkliničnih preskušanjih na miših in opicah ocenjeno kot varno, lahko človeški imunski sistem vseeno napade dostavno vozilo. Zdravljenje se lahko sooči tudi z nenaklonjenostjo bolnikov, saj neposredno ureja genom. Dolgotrajno zdravljenje in neželeni učinki ostajajo neznani. In končno, stroški zdravljenja -ocenjen na 50,000 do 200,000 $- bi bilo za nekatere nedosegljivo. Statini, na primer, so lahko tako nizki kot 29 $ mesec, vendar zahtevajo dolgotrajno zdravljenje.

Verve že zre v prihodnost. "Najprej se bomo osredotočili na odrasle z življenjsko nevarno aterosklerotično srčno-žilno boleznijo (ASCVD), nato pa se bomo razširili na širšo populacijo bolnikov z boleznijo," so povedali. je dejal.

Medtem morajo začeti delovati pravni instrumenti in orodja za povračila stroškov. Dr. Coen Paulusma in Piter Bosma na Univerzi v Amsterdamu, ki predhodno komentiral o študijah na opicah: »Naloga regulatorjev, zdravstvenih zavarovalnic in vlad je, da bolnikom v bližnji prihodnosti omogočijo te terapije, ki spreminjajo življenje. Glede na tempo tega vznemirljivega tehničnega razvoja bo izziv za vse slediti.”

Kreditno slike: Jolygon / Shutterstock.com

• Coinsmart. Najboljša evropska borza bitcoinov in kriptovalut.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. PROST DOSTOP.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Brezplačen preizkus.
• Vir: https://singularityhub.com/2022/05/16/a-one-and-done-crispr-gene-therapy-will-aim-to-prevent-heart-attacks/