Γενική Θεραπεία: Ξεκλειδώνοντας Καινοτομίες στη Θεραπεία, Ανίχνευση και Ανάπτυξη Φαρμάκων για τον Καρκίνο

Η ιστορία της χρήσης γονιδίων ως εργαλείο για τη θεραπεία των ανθρώπων ξεκινά σχεδόν πέντε δεκαετίες πριν, σηματοδοτώντας μια καθοριστική στιγμή στην ιατρική επιστήμη. 

Το 1972, η έννοια της γονιδιακής θεραπείας εξετάστηκε για πρώτη φορά ως μορφή θεραπείας. Αυτή η πρωτοποριακή ιδέα παρουσιάστηκε σε ένα άρθρο με τίτλο “Γονιδιακή θεραπεία για ανθρώπια γενετική νόσο;” δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science και γράφτηκε από τους T Friedman και R Roblin.

Στο εν λόγω άρθρο, οι συγγραφείς ισχυρίστηκαν ότι «η γονιδιακή θεραπεία μπορεί να βελτιώσει ορισμένες ανθρώπινες γενετικές ασθένειες στο μέλλον». Κάλεσαν για συνεχή έρευνα «προσανατολισμένη στην ανάπτυξη τεχνικών για τη γονιδιακή θεραπεία». Αυτή η πρόσκληση για έρευνα σηματοδότησε την αρχή μιας νέας εποχής στην γενετική ιατρική.

Πράγματι, χρειάστηκαν ακόμη 18 χρόνια για να πραγματοποιηθεί η πρώτη δοκιμή γονιδιακής θεραπείας σε ανθρώπους το 1990. Αυτή η δοκιμή ήταν ένα σημαντικό βήμα μπροστά, ανοίγοντας το δρόμο για περαιτέρω προόδους. Το 2003, επιτεύχθηκε ένα ακόμη σημαντικό ορόσημο με την ολοκλήρωση του Πρότζεκτ Ανθρώπινου Γενόμου. 

Ξεκίνησε τον Οκτώβριο του 1990 και ολοκληρώθηκε τον Απρίλιο του 2003, το Πρότζεκτ Ανθρώπινου Γενόμου θεωρείται ένα από τα μεγαλύτερα επιστημονικά επιτεύγματα στην ανθρώπινη ιστορία για τη δημιουργία της πρώτης ακολουθίας του ανθρώπινου γενόμου. 

Ακολουθώντας αυτή τη διαδρομή επιστημονικής προόδου, επιτεύχθηκε ένα ακόμη ορόσημο όταν η Κίνα ενέκρινε την πρώτη γονιδιακή θεραπεία για τη θεραπεία καρκίνων κεφαλής και λαιμού.

Δεδομένου ότι αυτή η εξέλιξη σηματοδοτεί την αρχή της σειράς θεραπευτικών δυνατοτήτων που συζητάμε εδώ, ας την εξετάσουμε πιο αναλυτικά. 

Το Πρώτο Εγκεκριμένο Προϊόν Γονιδιακής Θεραπείας για Καρκίνο

Το 2003, η Κινεζική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (CFDA) ενέκρινε το Gendicine, έναν ανασυνδυασμένο ανθρώπινο p53 αδενοϊό, που αναπτύχθηκε από την Shenzhen SiBino GeneTech Co. Ltd. Εμφανίστηκε στην εμπορική αγορά ως προϊόν γονιδιακής θεραπείας για τη θεραπεία καρκίνων κεφαλής και λαιμού. Η θεραπεία σχεδιάστηκε για χορήγηση μέσω ελάχιστα επεμβατικής ενδοκυτταρικής ένεσης, καθώς και μέσω ενδοκοιλιακής ή ενδοαγγειακής έγχυσης. 

Μια επιστημονική επισκόπηση που εξέτασε την απόδοση της θεραπείας για τα πρώτα 12 χρόνια διαπίστωσε ότι η εταιρεία παρήγαγε 41 παρτίδες Gendicine και 169.571 φιάλες. Εντυπωσιακά, η θεραπεία μπορούσε να χορηγηθεί χωρίς σοβαρές παρενέργειες, εκτός από έναν προσωρινό πυρετό σχετιζόμενο με το φορέα σε 50-60% των ασθενών, ο οποίος διήρκεσε μόνο λίγες ώρες. 

Μεταγενέστερες Δοκιμές Γονιδιακής Θεραπείας

Μετά την επιτυχημένη εφαρμογή της δοκιμής γονιδιακής θεραπείας από την Κίνα, οι προόδους συνέχισαν. Το 2005, ξεκίνησε η πρώτη δοκιμή γονιδιακής θεραπείας για την αιμορροφιλία B χρησιμοποιώντας τεχνολογία AAV Vector.

Οι φορείς AAV λειτουργούν ως βιομηχανοποιημένα εργαλεία για τη μεταφορά και παράδοση γενετικού υλικού με ασφάλεια σε επηρεασμένο ιστό και κύτταρα, χρησιμοποιώντας έναν μη ενθυλασμένο ιό. Στη συνέχεια, το 2017, οι Ηνωμένες Πολιτείες ενέκριναν την πρώτη γονιδιακή θεραπεία για μια γενετική νόσο που είχε προκαλέσει τύφλωση.

Με περαιτέρω επιστημονικές προόδους που θα γίνουν σε αυτόν τον τομέα, είναι προφανές ότι οι θεραπείες βάσει γονιδίων θα ανοίξουν νέους ορίζοντες για τη θεραπεία κακοήθειας τόσο σοβαρής όσο αυτές που προκαλούνται από διάφορες μορφές καρκίνου.

Αλλά πριν εμβαθύνουμε περισσότερο σε αυτόν τον χώρο, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τι σημαίνουν οι διάφοροι όροι σχετικοί με τις θεραπείες βάσει γονιδίων, όπως η γενετική μηχανική, το γονότυπο, η γενετική, και η αλληλούχιση γονότυπου.

Τι είναι η Γενετική Μηχανική;

Το Εθνικό Ινστιτούτο Έρευνας Ανθρώπινου Γενόμου (NHGRI) ορίζει τη γενετική μηχανική ως μια διαδικασία που «χρησιμοποιεί τεχνολογίες εργαστηρίου για την αλλαγή της DNA σύνθεσης ενός οργανισμού».

Η αλλαγή της DNA σύνθεσης μπορεί να συμβεί με διάφορους τρόπους, περιλαμβάνοντας μια σειρά τεχνικών. Μπορεί να αλλάξει ένα μόνο ζεύγος βάσεων, να διαγράψει ολόκληρη περιοχή DNA για να την αντικαταστήσει με ένα νέο τμήμα, ή ακόμη και να λειτουργήσει μεταξύ ειδών, όπου ένα γονίδιο από ένα είδος εισάγεται σε οργανισμό διαφορετικού είδους. Αυτή η ευελιξία της γενετικής μηχανικής την έχει κάνει ένα ζωτικό εργαλείο στα χέρια των παρόχων λύσεων για τη θεραπεία του καρκίνου.

Τι είναι η Γενωμική;

Η γενωμική είναι η μελέτη των γονιδίων και εστιάζει στην κατανόηση του πώς όλα τα γονίδια ενός ατόμου αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και με το περιβάλλον του ατόμου. Αυτός ο τομέας περιλαμβάνει ενδελεχή μελέτη διαφόρων στοιχείων, όπως DNA, κύτταρα, ιστόνες, νουκλεοσώματα και χρωμοσώματα. Ο όρος «γενωμική» προέρχεται από το «Γενόμου», που αναφέρεται στο πλήρες σύνολο DNA ενός οργανισμού. Κάθε κύτταρο στο ανθρώπινο σώμα περιέχει ένα πλήρες αντίγραφο σχεδόν 3 δισεκατομμυρίων βάσεων DNA.

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε όλα όσα χρειάζεστε για την επένδυση στη γενωμική και το CRISPR.

Τι είναι η Αλληλούχιση Γενόμου;

Τα γονότυπα είναι γενετικοί κώδικες που βοηθούν στη διάκριση ενός οργανισμού από έναν άλλο. Όπως κάθε άνθρωπος έχει διαφορετικά δακτυλικά αποτυπώματα, όλα τα οργανισμοί έχουν έναν μοναδικό γενετικό κώδικα. Συνεπώς, η αλληλούχιση γονότυπου βοηθά στην αναγνώριση των μοναδικών προτύπων ταυτοποίησης για κάθε ξεχωριστό οργανισμό, είτε είναι βακτήριο, φυτό ή θηλαστικό.

Τέσσερα κύρια συστατικά συνθέτουν τη διαδικασία αλληλούχισης γονότυπου:

• Κοπή DNA
• Δημιουργία κωδικού DNA
• Αλληλούχιση DNA
• Ανάλυση των δεδομένων

Με όλα αυτά τα εργαλεία εξέτασης γονιδίων που έχουν αναπτυχθεί με τα χρόνια, η επιστημονική και ιατρική κοινότητα έχει πετύχει σημαντική επιτυχία στην αντιμετώπιση απειλητικών για τη ζωή καταστάσεων, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου. Στα επόμενα τμήματα, θα δούμε πώς η διαχείριση βάσει γονιδίων μας οδηγεί στις προσπάθειες ανίχνευσης και θεραπείας του καρκίνου.

Η Απειλή του Καρκίνου: Ο Αυτοκράτορας όλων των Παθήσεων

Ο Ινδία-γεννημένος Αμερικανός γιατρός και ογκολόγος Siddhartha Mukherjee ονόμασε επιδέξια τον καρκίνο ως «ο αυτοκράτορας όλων των παθήσεων» στο βιβλίο του του 2010, μια περιγραφή που παραμένει συγκινητική δεδομένης της επίπτωσης της ασθένειας. Αντανακλώντας αυτό το συναίσθημα, η Αμερικανική Εταιρεία Καρκίνου εκτιμά ότι κοντά στα δύο εκατομμύρια νέα κρούσματα καρκίνου και πάνω από 600.000 θάνατοι από καρκίνο σημειώθηκαν μόνο στις ΗΠΑ το 2022. 

Σύμφωνα με μια άλλη μελέτη 2020, ο καρκίνος του πνεύμονα ήταν η κύρια αιτία θανάτου από καρκίνο παγκοσμίως, με εκτιμώμενους 1,8 εκατομμύρια θανάτους (18%), ακολουθούμενος από τον παχέος εντέρου (9,4%), το ήπαρ (8,3%), το στομάχι (7,7%) και τον καρκίνο του μαστού στις γυναίκες (6,9%). 

Σε πιο ανησυχητικό σημείο, η μελέτη προέβλεψε αύξηση 47% του παγκόσμιου φορτίου καρκίνου σε σύγκριση με τα επίπεδα του 2020. Προβλέπεται 28,4 εκατομμύρια κρούσματα το 2040, πάνω από 9 εκατομμύρια περισσότερα από τα 19,3 εκατομμύρια κρούσματα που παρατηρήθηκαν το 2020. 

Οι αριθμοί ζωγραφίζουν μια σοβαρή εικόνα, και είναι ουσιώδες να ενισχυθούν οι καινοτόμες προσπάθειες για την έγκαιρη ανίχνευση του καρκίνου ώστε οι γιατροί να έχουν αρκετό χρόνο να αντιμετωπίσουν τις ρίζες του και να τον θεραπεύσουν. Ελπιδοφόρα, πολλές προσπάθειες βάσει γονιδίων έχουν αποφέρει θετικά αποτελέσματα προς αυτή την κατεύθυνση. 

Εταιρείες που Εκμεταλλεύονται την Αλληλούχιση Γενόμου για την Ανίχνευση και Θεραπεία του Καρκίνου

1. SeekInCare

Το SeekInCare, μια λύση από την SeekIn Inc., είναι ένα τεστ ανίχνευσης πολλαπλών καρκίνων βασισμένο σε αίμα, ικανό να ανιχνεύει πάνω από είκοσι τύπους καρκίνου. Αυτή η προηγμένη λύση αξιοποιεί την ολική αλληλούχιση γενόμου από ελεύθερο DNA, μια τεχνολογία κεντρική για τη διαγνωστική της ικανότητα. 

Όπως ορίζεται από τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CDC), η ολική αλληλούχιση γενόμου είναι μια εργαστηριακή διαδικασία για τον καθορισμό της σειράς των βάσεων στο γένομο ενός οργανισμού. Οι νουκλεοτιδικές βάσεις αποτελούν το μοναδικό γενετικό υλικό ενός οργανισμού. 

Οι ερευνητές αξιολόγησαν την αποτελεσματικότητα του τεστ σε 617 ασθενείς με καρκίνο, επιτυγχάνοντας αξιοσημείωτα αποτελέσματα. Κατάφεραν να εντοπίσουν 404 από αυτούς, με ποσοστό ευαισθησίας 65,5% και ειδικότητας 97,9%. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όσο υψηλότερο το στάδιο του καρκίνου, τόσο υψηλότερη η ευαισθησία του τεστ. Ενώ ήταν 46,9% για τον καρκίνο σταδίου I, αυτό το ποσοστό αυξήθηκε στο 81,8% για τον καρκίνο σταδίου IV.

Σε μια προοπτική μελέτη πραγματικού κόσμου που πραγματοποιήθηκε σε 1203 ασθενείς, το τεστ προσέφερε ευαισθησία 60,0% και ειδικότητα 96,1%. 

Ιδρυθείσα στις αρχές του 2018, η SeekIn Inc. είναι μια βιοτεχνολογική εταιρεία που εστιάζει στην έγκαιρη ανίχνευση καρκίνου μέσω αίματος. Πιστεύει ότι η έγκαιρη ανίχνευση του καρκίνου μπορεί να οδηγήσει σε μείωση του ποσοστού θνησιμότητας κατά 15%. 

Εκτός από το SeekInCare, διαθέτει επίσης λύσεις όπως το SeekInCure και το SeekIn Clarity. Το SeekInCure παρακολουθεί την υποτροπή του καρκίνου και αξιολογεί τον κίνδυνο για ασθενείς μετά από χειρουργική επέμβαση. Και για να εκπληρώσει τον στόχο του, η λύση βασίζεται στην παρακολούθηση της μεταβολής του γονότυπου του καρκίνου στο ελεύθερο DNA των ασθενών. 

Το SeekInClarity βοηθά στην παρακολούθηση της ανταπόκρισης στη θεραπεία. Επιτυγχάνοντας το στόχο του, το SeekInClarity χαρτογραφεί το πανοραμικό γονότυπο του καρκίνου χρησιμοποιώντας δεδομένα ρητής ολικής αλληλούχισης γενόμου (sWGS). 

Με έδρα την Κίνα, η SeekIn είναι ιδιωτική εταιρεία και έλαβε angel funding από την Green Pine Capital Partners και έναν ακόμη επενδυτή το 2018. Το ποσό της χρηματοδότησης δεν έχει αποκαλυφθεί. 

2. Editas Medicines

Editas Medicine (EDIT ) αξιοποιεί την επεξεργασία γονιδίων (gene editing) για την ανάπτυξη φαρμάκων για τον καρκίνο και άλλες σοβαρές ασθένειες. Οι SLEEK gene editing methods βοηθούν στην ανάπτυξη της επόμενης γενιάς φαρμάκων κυτταρικής θεραπείας για τον καρκίνο. Η Editas διαθέτει το ιδιόκτητο μηχανικό νουκλεάση AsCas12a, που της επιτρέπει να παρέχει υψηλή αποδοτικότητα, πολλαπλή ενσωμάτωση πολλαπλών γονιδίων σε επαγόμενα πλαστικά κύτταρα (iPSCs), Τ-κύτταρα και φυσικά κυτταρικά (NK) κύτταρα. 

Πρόσφατα, η Editas δημοσίευσε τα αποτελέσματα Q3 2023, παρέχοντας πληροφορίες για την οικονομική απόδοση της εταιρείας κατά την εν λόγω περίοδο. Για τα τρία μήνες που έληξαν στις 30 Σεπτεμβρίου 2023, η εταιρεία κατέγραψε πάνω από 5 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ σε έσοδα από συνεργασίες και άλλες έρευνες και ανάπτυξη. Επιπλέον, για τα εννέα μήνες που έληξαν στις 30 Σεπτεμβρίου 2023, τα έσοδα ανήλθαν σε πάνω από 18 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ.

3. Beam Therapeutics

Τον Δεκέμβριο του 2022, η Αμερικανική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) άρση το κλινικό περιορισμό και έδωσε έγκριση στην αίτηση Εξεταστικού Νέου Φαρμάκου (IND) για το BEAM-201 για τη θεραπεία επαναλαμβανόμενου/ανθεκτικού οξείου λεμφοκυτταρικής λευχαιμίας Τ-κυττάρων (T-ALL)/λεμφοκυτταρικού λυπητικού λειμώματος Τ-κυττάρων (T-LL). Το Beam-201 ήταν ένας υποψήφιος ανάπτυξης αντι-CD7, πολλαπλής επεξεργασίας, αλογενικού κυτταροπροσαρμοσμένου υποδοχέα CAR T-κυττάρων από την Beam Therapeutics (BEAM ), γνωστή για την ανάπτυξη ακριβών γενετικών φαρμάκων μέσω επεξεργασίας βάσης. 

Για τους τριών μηνών που έληξαν στις 30 Σεπτεμβρίου 2023, η Beam Therapeutics Inc. κατέγραψε έσοδα αδειών και συνεργασιών άνω των 17 εκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ. Για τα εννέα μήνες που έληξαν στις 30 Σεπτεμβρίου 2023, τα έσοδα της εταιρείας ανήλθαν σε πάνω από 61 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ, μια σημαντική αύξηση σε σχέση με τα σχεδόν 41 εκατομμύρια δολάρια που κερδήθηκαν κατά τους πρώτους εννέα μήνες του 2022. 

Εκτός από γνωστές δημόσιες εταιρείες όπως η Beam και η Editas που διεξάγουν δοκιμές γενετικά μηχανικών λύσεων για τον καρκίνο, διεξάγονται επίσης ερευνητικές εργασίες από ακαδημαϊκούς και οργανισμούς. Πολλές από αυτές υπόσχονται να ανοίξουν συναρπαστικές ευκαιρίες για ουσιαστική θεραπεία ή μείωση της απειλής του καρκίνου στο μέλλον. 

Κάντε κλικ εδώ για να δείτε πώς η Beam Therapeutics συγκρίνεται με έναν άλλο κορυφαίο παίκτη επεξεργασίας γονιδίων, το CRISPR Therapeutics. (CRSP )

Μια Μέθοδος Έγκαιρης Ανίχνευσης για τον Παγκρεατικό Καρκίνο

Μια ομάδα ερευνητών από τις Ηνωμένες Πολιτείες, την Κίνα, τη Νότια Κορέα και την Ιαπωνία ανέπτυξε και δοκίμασε ένα πάνελ βιοδεικτών ικανό να ανιχνεύει μικρές ποσότητες RNA γενετικού υλικού που εκκρίνεται από τα κύτταρα του παγκρεατικού καρκίνου και κυκλοφορεί στο αίμα. Αυτά ονομάζονται κυκλικά RNA ή circRNA. 

Οι ερευνητές αξιοποίησαν μεθόδους ευρείας έκτασης γονιδιακής έκφρασης για να πραγματοποιήσουν μια ολοκληρωμένη ανασκόπηση δειγμάτων ασθενών, οδηγώντας στην ανακάλυψη βιοδεικτών παγκρεατικού καρκίνου, βασισμένων σε circRNA. Αυτό θα βοηθήσει στη διάκριση των όγκων παγκρεατικού καρκίνου από τα κανονικά ιστικά δείγματα σε σώματα ασθενών με πρώιμο στάδιο παγκρεατικού καρκίνου. Σύμφωνα με τη μελέτη, το τεστ «επέδειξε ισχυρή διαγνωστική ακρίβεια». 

Erkut Borazanci, MD, ερευνητικός διευθυντής του Τμήματος Έρευνας Καρκίνου στο HonorHealth Research Institute, επεξήγησε περαιτέρω τη σημασία της μεθόδου. Είπε:

«Όταν ο παγκρεατικός καρκίνος εντοπιστεί νωρίς, η πιθανότητα επιβίωσης είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι όταν διαγνωστεί σε προχωρημένο στάδιο. Συνεπώς, υπάρχει μεγάλη ανάγκη για την ανάπτυξη νέων τρόπων ανίχνευσης του παγκρεατικού καρκίνου.»

Αυτή η μέθοδος αποτελεί το σωστό βήμα προς την ανάπτυξη μιας τέτοιας καινοτόμου μεθόδου.

Γενετικές Ανακαλύψεις και το Μέλλον της Θεραπείας του Καρκίνου

Αδιαμφισβήτητη, τα γονίδια βρίσκονται στον πυρήνα της φυσιολογικής μας ύπαρξης, υπογραμμίζοντας την πολυπλοκότητα και τη σημασία της γενετικής μελέτης. Η εργασία με γονίδια, επομένως, απαιτεί εξελιγμένες μεθόδους. Όταν γίνεται προσεκτικά, προσεγγίσεις όπως η γενετική μηχανική, η αλληλούχιση γενόμου και άλλες θεραπείες βάσει γονιδίων έχουν τη δυνατότητα να μας ελευθερώσουν σε μεγάλο βαθμό από τον κίνδυνο του καρκίνου.

Ωστόσο, δεν αφορά μόνο τη θεραπεία, καθώς βοηθά επίσης στην έγκαιρη ανίχνευση πολλών καρκίνων. Και η έγκαιρη ανίχνευση είναι συχνά αυτό που βοηθά στην εξάλειψη του καρκίνου από τις ρίζες του.

Για να γίνουν πιο επιτυχημένες μακροπρόθεσμα οι θεραπείες που βασίζονται σε γονιδιακή θεραπεία, θα πρέπει να αντιμετωπίσουν ορισμένες προκλήσεις. Θα πρέπει να αντιμετωπίσουν προκλήσεις που σχετίζονται με τα δείγματα, με τις προκλήσεις της επόμενης γενιάς αλληλούχισης, και με την αλληλούχιση ενός μη καρκινογόνου συγκριτικού. Οι υπολογιστικές αναλύσεις και η ερμηνεία των παραλλαγών μπορεί επίσης να αποτελέσουν εμπόδια.

Ωστόσο, όλες αυτές οι προκλήσεις μπορούν να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά με καινοτόμο έρευνα και συνεργατικές προσπάθειες μεταξύ ερευνητικών ινστιτούτων, γιατρών και ογκολόγων, κέντρων υγείας και κατασκευαστών φαρμάκων. Η θεραπεία δεν πρέπει να επηρεάζει τις μη καρκινικές περιοχές και δεν πρέπει να εισάγει φυσιολογικές αλλαγές που θα μπορούσαν να αποδειχθούν επιβλαβείς μακροπρόθεσμα, ακόμη και αν ο καρκίνος θεραπευτεί βραχυπρόθεσμα.

Στις επόμενες ημέρες, μπορούμε να περιμένουμε να δούμε περισσότερα κεφάλαια R&D να ρέουν στον τομέα των θεραπειών βάσει γονιδίων για τον καρκίνο, με τις φαρμακευτικές βιομηχανίες παγκοσμίως να αναμένεται να επενδύσουν περισσότερο. Αυτό είναι κρίσιμο καθώς το πεδίο είναι σημαντικά μεγάλο, και χρειαζόμαστε κλιμακούμενες και ασφαλείς λύσεις.

Κάντε κλικ εδώ για τη λίστα των πέντε καλύτερων εταιρειών αλληλούχισης γενόμου.