Одноразова генна терапія CRISPR буде спрямована на запобігання серцевим нападам

За кілька місяців, сміливе клінічне випробування може істотно знизити ризик серцевого нападу у найбільш вразливих людей. Якщо все піде добре, буде лише один удар.

Це не звичайний постріл. Судовий процес під керівництвом в Verve Therapeutics, біотехнологічна компанія зі штату Массачусетс, буде однією з перших, хто випробує редактори генетичної бази безпосередньо в організмі людини. Варіант інструменту редагування генів CRISPR-Cas9, базові редактори злетіли до слави, коли вперше введено за ефективність заміни окремих генетичних літер без розриву делікатних ланцюгів ДНК. Оскільки він безпечніший за класичний варіант CRISPR, новий інструмент запалив надію, що його можна використовувати для лікування генетичних захворювань.

Генеральний директор Verve, доктор Секар Катіресан, взяв до уваги. Кардіолог із Гарвардського університету Катіресан задумався, чи може базове редагування допомогти вирішити одну з головних вбивць нашого часу: серцеві напади. Це здавалося ідеальним тестом. Ми знаємо одну основну причину серцевих нападів — високий рівень холестерину, зокрема його різновиди під назвою LDL-C (холестерин ліпопротеїдів низької щільності). Ми також знаємо кілька основних генів, які контролюють його рівень. І, що найважливіше, ми знаємо заміну літер ДНК, яка теоретично може різко знизити рівень холестерину ЛПНЩ і, у свою чергу, знизити ризик серцевих нападів.

Є тільки одна проблема: ми не знаємо, як будуть поводитися базові редактори всередині живої людини.

Танець холестерину

ХС-ЛПНЩ схожий на жирний шматочок жувальної гумки з домішкою білка. Зазвичай він обертається в крові, і зрештою втягується всередину клітин у бульбашкоподібних «кораблях» і з’їдається в заповненому кислотою відділі (так , клітинна біологія надзвичайно дивна). Вуаля — у крові менше жиру.

Щоб це сталося, LDL-C має приєднатися до клітини. Точка стикування влучно названа LDLR, де «R» означає рецептор. Подібно до ефективної судноплавної верфі, камера контролює кількість доступних доків залежно від рівня холестерину ЛПНЩ. Якщо холестерину недостатньо, клітина керує «обробником» PCSK9 для знищення доків.

Але PCSK9 іноді може бути занадто старанним. Без достатньої кількості доків холестерину ЛПНЩ нема за що схопитися, і він накопичується в крові. Згодом він прилипає до стінок кровоносних судин і утворює неприємну кірку, звужуючи інфраструктуру кровопостачання та збільшуючи ризик серцевого нападу чи інсульту. Увесь процес активізується при сімейній гіперхолестеринемії (HeFH), де зміни літери ДНК у PCSK9 посилюють його, у свою чергу різко підвищуючи рівень холестерину — часто до рівня, що загрожує життю.

PCSK9 був у прицілі вчених десятиліттями. Статини є популярним вибором, але вони спрямовані лише на симптом — високий рівень холестерину — без вирішення основної генетичної проблеми. У 2015 році FDA схвалила кілька препаратів, як-от антитіла, які пригнічують його дію. Іншим варіантом припинення експресії генів є мала інтерферуюча РНК, яка вийшла на ринок у 2021 році. Проте обидва види лікування вимагають часті ін'єкції— деякі в кабінеті лікаря, що змушує їх боротися все життя. Вони також не призначені для більшої кількості людей із ризиком серцевого нападу.

Замість того, щоб вкладати все життя, чи є спосіб зробити один укол і подолати хворобу серця?

Успіх примата

У 2021 році Катіресан зробив радикальний крок: забудьте про тимчасову терапію — давайте націлимося на джерело.

Скориставшись базовими редакторами CRISPR, його команда продовжила роботу попередня робота на мишах і показали, що одна ін’єкція базового редактора, який отримав назву ABE8.8, може знизити рівень холестерину PCSK9 і ЛПНЩ у здорових макак.

Терапія - це витвір мистецтва. Він містить два компоненти, які легко та дешево синтезуються: мРНК, яка створює базовий редактор в організмі, та направляючу РНК (gRNA), яка направляє базовий редактор до правильної точки ДНК. Потім компоненти поміщали всередину ліпідної наночастинки — по суті, жирової бульбашки — і вводили в кровотік мавп.

На відміну від класичних методів лікування CRISPR, для яких зазвичай потрібен вірус, щоб доїхати автостопом, ліпідні наночастинки набагато безпечніші, оскільки вони не несуть ризику інтеграції в геном. Вони також легко засвоюються печінкою. Як основне джерело метаболізму холестерину, печінка є ідеальним кандидатом для тестування генного редактора та механізму доставки.

Лише за одну інфузію терапія мала 63-відсоткову частоту редагування гена PCSK9. Через два тижні рівень холестерину мавп знизився більш ніж наполовину. Це не просто помилка, а уникнення: через вісім місяців у мавп було лише 10 відсотків від колишнього рівня PCSK9 і незмінно низький рівень холестерину. Біопсія та аналізи крові також показали, що у мавп мало побічних ефектів.

Редактор генів також був вражаюче конкретним. На одному екрані з’явився лише один сайт ДНК для нецільового редагування. Однак сайт може бути специфічним для мавп і ніколи не позначався як проблема в тестах з клітинами печінки людини.

Це захоплюючий приклад «величезного терапевтичного потенціалу редагування бази CRISPR», сказав Доктор Єва ван Роой з Інституту Губрехта в Нідерландах, яка на той час не брала участі в дослідженні. «Звичайно, необхідно розглянути проблеми щодо нецільових мутацій, імуногенності та орієнтації на органи. Незважаючи на це, із швидким прогресом систем на основі CRISPR здається лише питанням часу, коли переваги точного редагування геному переважують недоліки переходу до клінічної трансляції».

Зміна парадигми

Пряме редагування генів всередині людського тіла для запобігання серцевих нападів може здатися крайнім. Але у команди є причина дотримуватися одноразової стратегії.

Основний тип клітин печінки має відносно тривалий термін служби. Це означає, що «одноразове введення компонентів редагування генів для постійного пригнічення функції PCSK9 у печінці може бути ефективним протягом десятиліть, покращуючи якість життя та знижуючи витрати на охорону здоров’я». сказав ван Роой.

Verve — не єдина компанія, яка бажає змінити парадигму серцевих захворювань. Інше дослідження у той же час під керівництвом доктора Джеральда Шванка з Цюріхського університету застосували подібний підхід до редагування бази CRISPR і виявили 26-відсоткове зниження рівнів PCSK9 через місяць, що збільшило ефективність після другої дози. Ще одне дослідження націлювання на PCSK9 пішло іншим шляхом за допомогою антисмислових олігонуклеотидів (ASO), рядка літер ДНК, які блокують ген. Тут препарат приймали перорально, а не ін’єкційно, зі швидкістю відключення PCSK9.

Для Verve багато чого залежить від клінічних випробувань, які мають відбутися в Новій Зеландії в середині 2022 року. У разі успіху це буде перша спроба використання базових редакторів безпосередньо в організмі та потенційно постійне рішення для лікування серцевих нападів. Для початку у дослідженні братимуть участь лише люди з HeFH, генетичним захворюванням, яке викликає надзвичайно високий рівень холестерину. Перший етап в основному зосереджений на безпеці, хоча покращення (якщо такі є) також можуть виявитися після аналізу. Verve очікує перших результатів приблизно у 2023 році. Тим часом компанія також просить у Великобританії та США дозволу на проведення клінічних випробувань.

Попереду у компанії боротьба. Хоча це було визнано безпечним у доклінічних випробуваннях на мишах і мавпах, імунна система людини все одно може атакувати транспортний засіб. Лікування також може зустрітися з небажанням пацієнтів, оскільки воно безпосередньо редагує геном. Тривале лікування та побічні ефекти залишаються невідомими. І, нарешті, вартість лікування –оцінюється від 50,000 200,000 до XNUMX XNUMX доларів США— це зробило б для деяких це недосяжним. Статини, наприклад, можуть бути такими низькими, як 29 $ у місяць, але вимагають тривалого лікування.

Verve вже дивиться в майбутнє. «Спочатку ми зосередимося на дорослих з небезпечними для життя атеросклеротичними серцево-судинними захворюваннями (ASCVD), а потім поширимося на ширші групи пацієнтів із захворюванням», – вони сказав.

Тим часом необхідно задіяти правові механізми та механізми відшкодування. До доктора Коен Паулусма та Пітер Босма з Амстердамського університету, які раніше коментували про дослідження на мавпах: «Зробити ці методи лікування, що змінюють життя, доступними для пацієнтів у найближчому майбутньому — завдання регуляторів, медичних страхових компаній та урядів. З огляду на темпи цих захоплюючих технічних розробок, їм усім буде важко встигати».

Зображення Фото: Джолігон / Shutterstock.com

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://singularityhub.com/2022/05/16/a-one-and-done-crispr-gene-therapy-will-aim-to-prevent-heart-attacks/