التكنولوجيا الحيوية
التقنية الحيوية في عام 2023 – الزهايمر، فقر الدم المنجلي، والسمنة
شهدت صناعة التكنولوجيا الحيوية نمواً كبيراً في السنوات الأخيرة، حيث قدمت الأبحاث في هذا القطاع رؤى قيمة لتعزيز العلاجات الطبية لمكافحة الأمراض، وتحسين جودة الحياة، وإطالة عمر الإنسان.
التكنولوجيا الحيوية هي فرع من العلوم التطبيقية ينتج منتجات متعلقة بالرعاية الصحية باستخدام الكائنات الحية. تجمع بين عدة تخصصات، بما في ذلك العلوم، والبيولوجيا، والفيزياء، والكيمياء، والرياضيات، والتكنولوجيا.
شركات مثل إيلي ليلي، ميرك، فايزر، أمجين، جيلاد ساينسز، بيوجين، مودينا، ريجينيرون فارماسيوتيكالز، جونسون آند جونسون، روش، إيديك، سيلجين، وأبفاي قد أنفقت ملايين الدولارات في البحث وتطوير حلول في مجال الرعاية الصحية، والطب، والجينوميات، وإنتاج الغذاء، والوقود الحيوي، والسلامة البيئية.
بحجم 860 مليار دولار، من المتوقع أن يتضاعف قيمة السوق تقريباً بحلول نهاية هذا العقد. هذا العام، أدت الأبحاث والتطوير المستمرة بالفعل إلى العديد من الاختراقات المثيرة مع اكتشافات بارزة وأحدث التقدمات لمكافحة الزهايمر، وفقر الدم المنجلي، والسمنة. لذا، دعونا نلقي نظرة عليها!
العلاجات الجديدة لمرض الزهايمر
مرض الزهايمر (AD) يتزايد بسرعة، حيث يُقدّر أن6.2 مليون شخص مصابون بخرف الزهايمر في الولايات المتحدة، وتُقدّر عدد55 مليون شخص مصابون بخرف الزهايمر على مستوى العالم.
مرض تقدمي، يُعد الزهايمر أكثر أنواع الخرف شيوعاً، يبدأ بفقدان خفيف للذاكرة. يضر المرض ويُدمّر خلايا الأعصاب في الدماغ التي تتحكم في التفكير والذاكرة واللغة. مع مرور الوقت، يؤدي إلى فقدان تدريجي للقدرة على التذكر، والتفكير، واستخدام اللغة، والاستجابة للبيئة. قد تظهر أيضاً مجموعة من التغييرات السلوكية نتيجة لمرض الزهايمر.
مع ذلك، شهد عام 2023 علامة فارقة كبيرة في علاج الزهايمر. يواصل العلماء والباحثون فك تعقيدات الزهايمر ليس فقط لفهم المرض وعلاجه بشكل أفضل، بل أيضاً لمنع حدوثه تماماً.
في وقت سابق من هذا العام، قامت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) منحت موافقة مسرعة للعلاج الثوري المسمى LEQEMBI (lecanemab-irmb). تم تطويره بواسطة بيوجين وإيساي، وأظهر العلاج فعالية كبيرة في إبطاء تقدم المرض وكذلك تقليل التدهور المعرفي بشكل معتدل لدى المرضى في مرحلة الزهايمر المبكرة. كان هذا في الواقع أول علاج يثبت تأثيره على مسار مرض الزهايمر.
يُعطى الدواء عن طريق تسريب وريدي (مباشرةً في وريد المريض) كل أسبوعين. آلية عمل هذا الدواء هي إزالة بروتين لزج يُدعى أميلويد من الدماغ يُعتقد أنه يساهم في تقدم مرض الزهايمر.
“إنه أمر مثير للغاية لأن هذا هو أول علاج في تاريخنا يُظهر إبطاءً واضحاً للتدهور في مرض الزهايمر.”
– الدكتور كريستوفر فان ديك، مدير وحدة أبحاث الزهايمر في جامعة ييل، الذي قاد الدراسة وهو أيضاً مستشار مدفوع الأجر لشركة الأدوية إيساي
شملت التجربة العلاجية 1,795 مشاركاً مصاباً بالزهايمر المبكر والظاهر. نُشرت النتائج في مجلة نيو إنجلاند للطب، حيث أظهرت نتائج التجربة السريرية من المرحلة الثالثة للكانيماب أنه بعد علاج استمر سنة ونصف، أبطأ الدواء التدهور السريري بنسبة 27٪ مقارنةً بأولئك الذين تلقوا دواءً وهميًا. يستهدف العلاج بشكل انتقائي أشكال بروتين الأميلويد، الذي يُعتقد أنه “الأكثر سمية لخلايا الدماغ”، وأظهر الذين تلقوه انخفاضاً ملحوظاً في البروتين في اختبارات التصوير.
كما شهد المشاركون في الدراسة بطءاً بنسبة 37٪ في تدهور مقياس الأنشطة اليومية و26٪ في تدهور مقياس ثانوي رئيسي للوظيفة المعرفية مقارنةً بمجموعة الدواء الوهمي. في الوقت نفسه، يُختبر لكانيماب في دراسة AHEAD العالمية، التي تستهدف الأفراد الذين، رغم كونهم طبيعيين من الناحية المعرفية، يكونون معرضين لخطر عالٍ من الأعراض بسبب مستويات مرتفعة من أميلويد الدماغ.
وفقاً للدكتور فان ديك، هذا مجرد البداية، حيث تشير البيانات إلى:
“كلما طالت فترة العلاج، كلما كان التأثير أفضل. قد نرى فائدة أكبر إذا تدخلّا قبل حدوث ضرر كبير في الدماغ.”
فيما يتعلق بالآثار الجانبية، عادةً ما تُلاحظ الاحمرار، والقشعريرة، والحمى، والطفح الجلدي، وآلام الجسم، حيث تكون معظمها خفيفة إلى متوسطة وتظهر غالباً مباشرةً بعد الجرعة الأولى. بالإضافة إلى ذلك، هناك احتمال حدوث اضطرابات في التصوير المرتبطة بالأميلويد، والتي قد تشمل نزيفاً دماغياً، أو وذماً، أو تكوّن سوائل في الدماغ.
سيُباع العلاج تحت العلامة التجارية Leqembi™، حيث حددت إيساي سعره بـ 26,500 دولار سنوياً. ومع ذلك، قد يتغير السعر نظراً لأن برنامج التأمين الصحي الفيدرالي ميديكير أعلن أنه سيغطي 80٪ من التكلفة دون الحاجة للمشاركة في تجربة سريرية عشوائية. وقد أكدت مراكز ميديكير وميديكيد (CMS) ذلك في النصف الثاني من العام.
في يوليو، منحت إدارة الغذاء والدواء أيضاً الموافقة التقليدية الكاملة للدواء للمرة الأولى منذ عقدين. ومع ذلك، هناك تحذير “صندوق أسود”، وهو أقوى تحذير للوكالة، بشأن تورم الدماغ والنزيف المرتبط بالدواء بسبب مخاوف السلامة.
إلى جانب Leqembi، جلب هذا العام أيضاً تقدمات في لقاحات الزهايمر. أبلغت الشركة الأمريكية Vaxxinity عن نجاح تجارب المرحلة الثانية للدواء UB-311، الذي يستهدف أشكال بيتا الأميلويد السامة في الدماغ، والتي لم تُحدث استجابة مناعية فحسب، بل أظهرت أيضاً سلامة. يمثل هذا النهج الجديد في علاج الزهايمر، وهو مناعة نشطة تعتمد على ببتيدات صناعية، خطوة نحو بدائل أكثر دواماً وتكلفة فعّالة للعلاجات الحالية من خلال تحفيز استجابة أجسام مضادة موجهة.
هذه الاختراقات في التكنولوجيا الحيوية قد فتحت بالتأكيد أبواباً جديدة في أبحاث الزهايمر، مما يوفر أساساً للابتكارات المستقبلية وعلاجات أكثر استهدافاً وفعالية.
العلاجات الجينية الجديدة لمرض فقر الدم المنجلي أصبحت متاحة
مرض نادر ومؤلم وموروث في الدم، فقر الدم المنجلي (SCD) يؤثر على أكثر من 100,000 شخص في الولايات المتحدة وحوالي 20 مليون شخص حول العالم. هذا المرض مدى الحياة ومهدد للحياة وقد يؤدي حتى إلى الوفاة المبكرة.
في هذه الحالة، تكمن المشكلة في طفرة في البروتين الموجود في خلايا الدم الحمراء التي تحمل الأكسجين، أي الهيموغلوبين. نتيجةً لهذه التشوهات، تتحول خلايا الدم الحمراء، التي تكون عادةً على شكل قرص، إلى شكل “منجل” يميل إلى الالتصاق مع بعضها البعض. تقيد هذه الخلايا المت mutated تدفق الدم في الأوعية وتحد من توصيل الأكسجين إلى أنسجة الجسم بالكامل، مما يؤدي إلى ألم شديد، وسكتة دماغية، وعدوى، وفشل الأعضاء.
حالياً، زرع النخاع العظمي هو العلاج الوحيد لهذا المرض المهدد للحياة، لكنه يتطلب عملية صعبة للعثور على متبرع متطابق بالإضافة إلى خطر الرفض من قبل الجهاز المناعي. نتيجةً لذلك، ظهرت العلاج الجيني كخيار محتمل لعلاج هذا المرض القاتل.
في عام 2023، اقتربت العلاجات الجينية والخلوية لعلاج فقر الدم المنجلي من الوصول إلى السوق أكثر من أي وقت مضى. في قرار تاريخي، وافقت وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية على أول العلاجات الجينية القائمة على الخلايا لعلاج فقر الدم المنجلي للمرضى الذين تتراوح أعمارهم بين 12 سنة فأكثر. تشمل هذه العلاجات Casgevy من شركة CRISPR Therapeutics ومقرها بوسطن وشركة Vertex Pharmaceuticals، وLyfgenia من شركة Bluebird Bio Inc.
من بين الاثنين، يُعد Casgevy أول علاج معتمد من قبل FDA تم تطويره باستخدام تقنية تحرير الجينوم CRISPR-Cas9، والتي اختارتها شركة Vertex بسبب قدرتها على إجراء تعديلات دائمة ودقيقة في موقع محدد “دون دليل على تأثيرات خارج الهدف”.
في تقنية CRISPR-Cas9، يتم قطع DNA المرضى في مناطق مستهدفة، ثم تعديلها بدقة لإضافة أو إزالة أو تعديل الجينات، ثم تُزرع الخلايا المعدلة مرة أخرى في المريض. بمجرد دخولها، ترتبط وتنمو داخل النخاع العظمي وتزيد من إنتاج الهيموغلوبين الجنيني (HbF) لمنع تشكل خلايا الدم الحمراء على شكل منجل. صرحت Vertex:
“نحن سعداء للغاية بقوة بياناتنا حول exa-cel – الفعالية، السلامة، وديمومة الاستجابة – ونعتقد أن البيانات المقدمة في مؤتمر EHA أسست ملفاً مميزاً في فقر الدم المنجلي.”
لم يستخدم Lyfgenia تقنية CRISPR. بل اتبع النهج التقليدي لعلاج الجينات باستخدام ناقل لنتيفيروسي، وهو عائلة من الفيروسات، لتعديل الجينات. هنا، تُعدل خلايا جذعية الدم لمرضى SDC وراثياً لإنتاج هيموغلوبين خاص HbAT87Q يعمل مشابهاً لأي هيموغلوبين بالغ طبيعي لكنه مستمد من العلاج الجيني ويُسلم للمريض.
في حالة العلاج الجيني القائم على الخلايا Casgevy، شارك إجمالاً 44 مريضاً في التجربة. من بينهم، كان لدى 31 مريضاً وقت متابعة كافٍ لتقييمهم، مما كشف أن 29 مريضاً تخلصوا من نوبات VOC الشديدة لمدة عام على الأقل، بينما لم يُظهر أي منهم رفضاً أو فشلاً للزرع. وبالمثل، في تجربة Lyfgenia، حقق 22 من أصل 32 مريضاً شفاءً كاملاً من VOEs.
فيما يتعلق بالآثار الجانبية، كانت القروح الفموية، والغثيان، والقيء، والصداع، والحمى، وانخفاض مستويات الصفائح الدموية وخلايا الدم البيضاء هي الأكثر شيوعاً. في حالة Casgevy، كان هناك أيضاً ألم عضلي هيكلي وألم بطني، بينما في Lyfgenia، تم الإبلاغ عن حدوث أورام خبيثة دموية أو سرطان دم، مما أدى إلى حصوله على تحذير صندوقي من FDA بعد وفاة مريضين في التجربة من نوع من اللوكيميا.
لكن هذا ليس كل شيء. تُظهر هذه العلاجات الجديدة أيضاً وعداً في معالجة أمراض أخرى خارج تطبيقاتها الحالية. على سبيل المثال، العلاجات القائمة على CRISPR ليست محصورة على فقر الدم المنجلي؛ بل لديها القدرة على معالجة اضطرابات الدم الموروثة مثل بيتا-ثلاسيميا. علاوة على ذلك، قد تكون فعّالة ضد فرط كوليسترول الدم العائلي، وهو شكل موروث من ارتفاع الكوليسترول، وحتى الأميلويدوز، وهو حالة نادرة في الكبد. يبرز التطبيق الناجح لتقنية CRISPR في هذه المجالات الإمكانات الواسعة لتعديل الجينات في إحداث ثورة في الطب من خلال توفير حلول للعديد من الأمراض التي كانت غير قابلة للعلاج سابقاً وتحسين الصحة العامة بشكل كبير.
على الرغم من أن هذه خطوة كبيرة، إلا أنها مجرد البداية، ولا يزال هناك الكثير من العمل لتحقيق وصول واسع للعلاج، حيث يُعد التكلفة العائق الأكبر. ستكلف هذه العلاجات الجديدة أكثر من مليون دولار، مما يعني أن ليس فقط الأشخاص في دول أخرى بل معظم الأمريكيين سيُحرمون من الحصول عليها. وبالتالي، لا يزال هناك طريق طويل أمام هذه العلاجات القائمة على تعديل الجينات لتصبح أكثر إتاحة.
مواجهة مشكلة السمنة مباشرةً
كان عام 2023 أيضاً عاماً تحولياً في صناعة التكنولوجيا الحيوية لمواجهة السمنة بأدوية جديدة لفقدان الوزن والسكري مثل Ozempic وWegovy من Novo Nordisk، التي اجتاحت العالم. أظهرت هذه الأدوية الجديدة فعالية هائلة في تحقيق فقدان الوزن، وبالتالي حظيت بشعبية واسعة.
تنتمي هذه الأدوية إلى فئة نظائر GLP-1، وتعمل عن طريق تنشيط هرمون GLP-1 الحيوي الذي ينتجه الأمعاء استجابةً للطعام، وتساعد في فقدان الوزن عن طريق تقليل الشهية، وإبطاء إفراغ المعدة، وتعزيز إفراز الأنسولين.
في أدوية Ozempic وWegovy، المكوّن النشط هو سيماغلوتيد، بينما المكوّن النشط في دواء السكري من إيلي ليلي، Mounjaro، هو تيرزيباتيد، الذي يسبب أيضاً فقدان الوزن.
مع تقدم الأساليب المبتكرة والعلاجات الجديدة إلى هذا المجال، يدخل العلاج الجيني أيضاً، حيث يمكن أن يوفر حلولاً طويلة الأمد لإدارة الوزن من خلال استهداف الجينات المحددة المسؤولة عن السمنة.
مع تأثير السمنة على ما يقرب من 42٪ من البالغين في الولايات المتحدة، مما يزيد من خطر الإصابة بالسكري، وارتفاع ضغط الدم، والسرطان، وأمراض القلب، يتزايد البحث والاستثمار لمعالجة ذلك بشكل كبير. دراسة جديدة، بدعم من منح من NIH، Novo Nordisk، المؤسسة الوطنية للعلوم، قسم الهندسة الميكانيكية في MIT، ومنحة شميت للعلوم، تشير إلى الحاجة إلى طرق بديلة بسبب صعوبة تعديل السلوكيات وقيود العلاجات الدوائية.
أشارت الأبحاث بعنوان “محفّز حيوي إلكتروني قابل للابتلاع يهتز يضبط مستقبلات التمدد المعدية لإحساس الشبع الوهمي”، والتي نُشرت في مجلة Science Advances، إلى أن العلاجات الفعّالة لإدارة هذا المرض تتطلب التزاماً عالياً من المرضى أو تدخلات جراحية غازية. وبالتالي، تم اقتراح جهاز يُدعى محفّز حيوي إلكتروني قابل للابتلاع يهتز أو VIBE.
مع جهازه الجديد، يستفيد مهندسو MIT من وظائف جسمنا الطبيعية — عندما نتناول وجبة كبيرة، يتمدد معدتنا، وتستشعر المستقبلات الميكانيكية ذلك ثم تُرسل إشارات إلى الدماغ عبر العصب الحائر، مما يؤدي إلى إنتاج الهرمونات والأنسولين، وكل ذلك يساعد الأشخاص على هضم الطعام، والشعور بالشبع، وإيقاف الأكل بينما ينخفض مستوى هرمون الجريلين الذي يعزز الجوع.
في حالة VIBE، يتم إنشاء وهم التوسع لتعديل عادات الأكل. بدلاً من شرب كوب من الماء قبل الأكل، تتناول هنا حبة.
صُمم الجهاز ليُبتلع فمويًا للحفاظ على الاتصال ببطانة المعدة، ويتفاعل عندما يغمره السائل المعدي، ويهتز بأمplitudes كافية لتحفيز نهايات IGLEs داخلية المعدة لفترة زمنية محددة ويمر بأمان عبر الجهاز الهضمي.
هذا الجهاز الجديد، على شكل حبة، يُشغّل ببطارية صغيرة من أكسيد الفضة. عند بلعه، ينتقل عبر الأمعاء ويتلامس مع السائل المعدي. يتسبب هذا التفاعل في اهتزاز الأمعاء لمدة حوالي 30 دقيقة، مما يحفّز العصب الحائر — مماثل لتأثيرات جراحة تحويل مسار المعدة — وبالتالي يخلق إحساساً بالشبع.
يُشبه الاختراع الجديد أدوية Ozempic وWegovy في أنه يساعد الأشخاص على إدارة استهلاك السعرات الحرارية ومنع زيادة الوزن.
وفقاً للباحثة السابقة في MIT، شريا سريڤاسان، د.ف., والتي تعمل أستاذة مساعدة في الهندسة الحيوية بجامعة هارفارد، يمكن للأشخاص الذين يرغبون ليس فقط في فقدان الوزن بل أيضاً في التحكم في شهيتهم تناول هذه الحبة قبل كل وجبة. أضافت سريڤاسان، التي هي المؤلفة الرئيسية للدراسة الجديدة:
“قد يكون هذا مثيراً للاهتمام حقاً لأنه سيقدم خياراً قد يقلل من الآثار الجانبية التي نراها مع العلاجات الدوائية الأخرى المتاحة.”
لدراسة أداء VIBES، استخدم الباحثون خنازير يوركشاير (نظرًا لتشابه تشريحها المعدي مع البشر) بوزن يتراوح بين 50-80 كغ وبين عمر 4 و6 أشهر. تم إدخال الحبة عبر المنظار إلى تجويف معدتهم. إلى جانب تحفيز إفراز الهرمونات التي تشير إلى الشبع، عندما أُعطيت الحيوانات الحبة قبل 20 دقيقة من الأكل، شهدوا انخفاضاً كبيراً في استهلاك الطعام. وفقاً للدراسة، “أدت باستمرار إلى تقليل تناول الطعام” بنحو 40٪ وخفّضت معدل زيادة الوزن.
تشير الدراسة، وفقاً لمؤلفها الأول، جيوفاني تراڤرسو، أخصائي أمراض الجهاز الهضمي في مستشفى بريغهام للنساء والرجال:
“يظهر فعالية تدخل منخفض التكلفة وغير غازي لتقليل تناول الطعام واستهلاك السعرات الحرارية.”
لكن بينما يعمل الجهاز بفعالية على إحداث الشبع، وكما يعتقد تراڤرسو، “لديه القدرة على إحداث ثورة في الخيارات العلاجية للمرضى الذين يعانون من السمنة”، لا يزال هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات “لاستكشاف التأثيرات الفسيولوجية للجهاز قبل أن يصبح متاحاً للمرضى”.
بشكل عام، أدى الفهم المتزايد للسمنة إلى توسع سوق الأدوية الخاصة بها بسرعة. علاوة على ذلك، مع اعتراف المزيد من الأشخاص بأنها حالة طبية خطيرة، نلاحظ طلباً متزايداً بشكل كبير على هذه الأدوية، وكذلك على علاجات أكثر فعالية.
انقر هنا للحصول على قائمة بأهم الشركات في مجال علاج السمنة.
فكرة ختامية
كما رأينا، حققت التكنولوجيا الحيوية العديد من الاختراقات في علاج الزهايمر، وفقر الدم المنجلي، والسمنة. بالإضافة إلى ذلك، شهدنا تطورات عديدة في تحرير الجينوم الدقيق، والبيولوجيا التركيبية، وعلم الأورام، وأجهزة الأعضاء على الشرائح، والتسلسل الجيني من الجيل التالي، والذكاء الاصطناعي.
مع استمرار الصناعة في معالجة بعض أصعب القضايا الصحية، سنشهد المزيد من التقدمات والاتجاهات في العام القادم التي ستحدث موجات كبيرة لسنوات أو عقود قادمة وتعزز حياتنا.
