Πώς μπορεί το CRISPR να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία του καρκίνου

Το CRISPR πέρα από τις γενετικές ασθένειες

Η ανάπτυξη της μεθόδου γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR-Cas9 χάρισε στις Emmanuelle Charpentier και Jennifer Doudna το Νόμπελ Χημείας του 2020. Μια προφανής εφαρμογή της ήταν η γονιδιακή θεραπεία: η στοχευμένη επεξεργασία θα μπορούσε να επιτρέψει τη διόρθωση παθολογικών αλληλουχιών DNA στα κύτταρα ασθενών.

Ένας ακόμη αναπτυσσόμενος τομέας ήταν η ογκολογία, δηλαδή η θεραπεία του καρκίνου, όπου το 2023 διεξάγονταν πολλές κλινικές δοκιμές γονιδιακής επεξεργασίας.

Πηγή: ARK Invest

Μία από τις πρώτες χρήσεις του CRISPR στην έρευνα του καρκίνου ήταν η αντικατάσταση παλαιότερων εργαλείων γενετικής τροποποίησης. Το χαμηλότερο κόστος, η ταχύτητα και η ευκολία χρήσης έδωσαν σε περισσότερους ερευνητές πρόσβαση σε γενετικά τροποποιημένα ζωικά μοντέλα, όπως ποντίκια.

Η χρήση ως ερευνητικού εργαλείου ήταν μόνο η αρχή. Το CRISPR μελετούνταν επίσης ως μέσο για την ανάπτυξη αντικαρκινικών θεραπειών.

Μπορεί το CRISPR να συμβάλει στη θεραπεία του καρκίνου;

Ένα βασικό εμπόδιο είναι ότι ο καρκίνος δεν αποτελεί μία μόνο ασθένεια. Οι διαφορετικοί όγκοι έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά και γενετικές μεταβολές, συνεπώς δεν αναμένεται ένα φάρμακο να είναι αποτελεσματικό σε κάθε μορφή. Κάθε καρκίνος μπορεί να εμφανίζει διαφορετικές ευαισθησίες και μηχανισμούς αντίστασης.

Μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση είναι η συλλογή ανοσοκυττάρων από τον ασθενή και η τροποποίησή τους ώστε να αναγνωρίζουν και να σκοτώνουν καρκινικά κύτταρα. Τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται στο εργαστήριο και χορηγούνται ξανά στον ασθενή.

Πηγή: Cancer.gov

Αυτή είναι η γενική αρχή των θεραπειών CAR-T: Τ κύτταρα που φέρουν χιμαιρικό υποδοχέα αντιγόνου (CAR). Δεν χρησιμοποιούν όλες οι θεραπείες CAR-T το CRISPR. Η παραπάνω εικόνα του NCI αφορά μια πειραματική θεραπεία Τ κυττάρων με υποδοχέα TCR για το NY-ESO-1, όχι ειδικά θεραπεία CAR-T.

Παρόμοιες μέθοδοι χρησιμοποιούν άλλα ανοσοκύτταρα, όπως τα φυσικά φονικά κύτταρα NK, αντί για Τ λεμφοκύτταρα. Το CRISPR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τροποποιήσεις που στοχεύουν στη μείωση της ανοσολογικής απόρριψης και στην ενίσχυση της αναγνώρισης και καταστροφής όγκων. Αυτοί ήταν ερευνητικοί στόχοι, όχι εγγυημένα αποτελέσματα.

Μια κατεύθυνση της έρευνας ήταν η παραγωγή αλλογενών CAR-T ή CAR-NK κυττάρων από δότες σε μεγάλες παρτίδες για πολλούς ασθενείς. Η ασφάλεια, η αποτελεσματικότητα και η αποφυγή απόρριψης απαιτούσαν κλινική αξιολόγηση.

Εταιρείες που αναπτύσσουν θεραπείες καρκίνου με γονιδιακή επεξεργασία

1. CRISPR Therapeutics

CRSP Διάγραμμα τιμής

Η CRISPR Therapeutics (CRSP ) ήταν μία από τις σημαντικές εταιρείες του τομέα. Συνιδρύτριά της ήταν η Emmanuelle Charpentier, μία από τις δημιουργούς της μεθόδου CRISPR-Cas9.

Τα αλλογενή CAR-T κύτταρά της σχεδιάζονταν όχι μόνο για να στοχεύουν τον καρκίνο αλλά και για να περιορίζουν τη νόσο μοσχεύματος κατά ξενιστή, στην οποία κύτταρα του δότη επιτίθενται στον λήπτη. Πρόσθετες τροποποιήσεις στόχευαν στην ενίσχυση της ισχύος και της παραμονής τους στον οργανισμό, ώστε να έχουν περισσότερο χρόνο δράσης.

Πηγή: CRISPR Therapeutics

Το αρχικό άρθρο παρουσίαζε ένα στιγμιότυπο επτά υποψηφίων θεραπειών, με τέσσερις σε κλινικές δοκιμές. Στην ενημέρωση του Αυγούστου 2023, η εταιρεία επιβεβαίωνε κλινικές μελέτες των τεσσάρων ογκολογικών CAR-T υποψηφίων CTX110, CTX112, CTX130 και CTX131. Πρόκειται για ιστορική περιγραφή της ανάπτυξης, όχι για σημερινό κατάλογο εγκεκριμένων θεραπειών.

Η εταιρεία μελετούσε επίσης θεραπείες CAR-NK, σε συνεργασία με τη Nkarta Therapeutics (NKTX), σε προκλινικό στάδιο. Ερευνάτο η δυνατότητα χαμηλότερου κινδύνου ορισμένων ανεπιθύμητων ενεργειών και δράσης σε συμπαγείς όγκους, χωρίς να έχει αποδειχθεί γενική υπεροχή έναντι των CAR-T. Οι συμπαγείς όγκοι αντιπροσωπεύουν περίπου το 90% των καρκίνων ενηλίκων, σύμφωνα με την εκτίμηση που παρέθετε η ανακοίνωση της Ginkgo.

2. Ginkgo Bioworks Holdings, Inc.

DNA Διάγραμμα τιμής

Τον Απρίλιο του 2023, η εταιρεία συνθετικής βιολογίας Ginkgo Bioworks ανακοίνωσε συνεργασία με το Wisconsin Alumni Research Foundation (WARF) για ανάπτυξη νέων θεραπειών CAR-T έναντι του GD2 σε συμπαγείς όγκους. Στην έρευνα συμμετείχαν οι Krishanu Saha και Christian Capitini του University of Wisconsin–Madison. Ο Capitini είχε διατελέσει κύριος ερευνητής σε ένα κέντρο της δοκιμής που οδήγησε στην πρώτη έγκριση CAR-T από τον FDA· δεν ήταν το WARF ο μοναδικός δημιουργός της πρώτης θεραπείας. Το 2023 είχαν εγκριθεί στις ΗΠΑ έξι θεραπείες CAR-T για αιματολογικούς καρκίνους, ενώ η προσαρμογή τους σε συμπαγείς όγκους παρέμενε ερευνητικός στόχος.

Βασικό εργαλείο της Ginkgo ήταν η πλατφόρμα διαλογής CAR-T υψηλής απόδοσης. Επέτρεπε παράλληλη αξιολόγηση πολλών σχεδίων υποδοχέων. Το άρθρο περιέγραφε δυνατότητα εξέτασης εκατοντάδων χιλιάδων σχεδίων, με στόχο ταχύτερη και οικονομικότερη εύρεση κατάλληλων υποψηφίων για συμπαγείς όγκους.

3. Editas Medicine, Inc.

EDIT Διάγραμμα τιμής

Η Editas Medicine ήταν άλλη μια εταιρεία γονιδιακής επεξεργασίας με ογκολογικές συνεργασίες. Το 2023 προωθούσε μέσω συνεργατών δύο κατευθύνσεις τροποποίησης Τ κυττάρων, ενώ η ευρύτερη στρατηγική της επικεντρωνόταν στις αιμοσφαιρινοπάθειες και στην επεξεργασία in vivo.

Πηγή: Editas

Η συνεργασία με την Bristol Myers Squibb (BMY) αφορούσε πειραματικές θεραπείες με τροποποιημένα άλφα-βήτα Τ κύτταρα, μεταξύ άλλων αυτόλογες προσεγγίσεις που χρησιμοποιούν κύτταρα του ίδιου του ασθενούς.

Η Editas συνεργαζόταν επίσης με την Immatics (IMTX) για την πλατφόρμα ACTallo: αλλογενής υιοθετική κυτταρική θεραπεία (ACT) με γάμμα-δέλτα Τ κύτταρα από υγιείς δότες. Η γονιδιακή επεξεργασία στόχευε στην ενίσχυση της αναγνώρισης και καταστροφής του καρκίνου. Το ACT σημαίνει adoptive cell therapy, όχι «activated», και η πλατφόρμα δεν ορίζεται ως χημική μεταβολή του μικροπεριβάλλοντος του όγκου. Η στόχευση του στρώματος του όγκου ήταν χωριστή ερευνητική κατεύθυνση της Immatics.

Η Editas αξιοποιούσε μεταξύ άλλων την AsCas12a, μια νουκλεάση της οικογένειας CRISPR, με στόχο αποτελεσματικότερη και ακριβέστερη γονιδιακή επεξεργασία. Τα πλεονεκτήματα εξαρτώνται από τον συγκεκριμένο στόχο και την εφαρμογή.

Σε σχετικό άρθρο εξετάσαμε μια διαφορετική πρωτεΐνη, την Cas12a2: «Τι είναι το CRISPR-Cas12a2 και γιατί έχει σημασία;». Η Cas12a2 δεν είναι η ίδια νουκλεάση με την AsCas12a.

4. Caribou Biosciences

CRBU Διάγραμμα τιμής

Η Caribou Biosciences (CRBU ) ανέπτυσσε θεραπείες CAR-T για αιματολογικούς καρκίνους. Τον Αύγουστο του 2023, δύο από τους τρεις υποψηφίους CAR-T, οι CB-010 και CB-011, βρίσκονταν σε δοκιμές Φάσης 1, ενώ ο CB-012 σε μελέτες προετοιμασίας για IND. Διέθετε επίσης προκλινική πλατφόρμα CAR-NK για συμπαγείς όγκους.

Την εποχή του αρχικού άρθρου υπήρχε επίσης συνεργασία με την AbbVie (ABBV ) για προκλινική ανάπτυξη αλλογενών CAR-T θεραπειών. Τα επιμέρους καρκινικά αντιγόνα δεν δημοσιοποιούνταν. Η AbbVie έδωσε ειδοποίηση τερματισμού στις 26 Σεπτεμβρίου 2023, με ισχύ από τις 25 Οκτωβρίου 2023.

Πηγή: Caribou

Η Caribou ανέπτυξε επίσης την τεχνολογία chRDNA, με υβριδικούς οδηγούς RNA-DNA για το CRISPR. Δεν πρόκειται για υβριδικό γονιδίωμα, αλλά για σχεδιασμό των μορίων που καθοδηγούν τη νουκλεάση.

Η τεχνολογία σχεδιάστηκε ώστε να μειώνει τις εκτός στόχου αλλαγές, ένα σημαντικό ζήτημα για τη γονιδιακή επεξεργασία. Η μεγαλύτερη ειδικότητα θα μπορούσε να βελτιώσει την ασφάλεια και την απόδοση. Η μείωση κινδύνων ή δόσεων, όμως, απαιτούσε απόδειξη για κάθε θεραπεία και δεν προέκυπτε αυτόματα από την πλατφόρμα.

5. Intellia Therapeutics, Inc.

NTLA Διάγραμμα τιμής

Το 2021, η Intellia παρουσίασε τα πρώτα κλινικά δεδομένα συστηματικής χορήγησης CRISPR in vivo σε ανθρώπους, με μείωση της πρωτεΐνης TTR. Αυτό αποτελούσε απόδειξη γονιδιακής επεξεργασίας, όχι καθολική απόδειξη ίασης. Η επεξεργασία μέσα στο σώμα ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα για ασθένειες που δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν με εξωσωματική τροποποίηση ανοσοκυττάρων. Για τις ογκολογικές εφαρμογές, η εταιρεία μελετούσε κυρίως εξωσωματικά τροποποιημένα αλλογενή κύτταρα.

Πηγή: Intellia

Η Intellia εστίαζε στις σπάνιες ασθένειες. Το άρθρο παρουσίαζε τότε οκτώ υποψηφίους, με δύο σε πρώιμη κλινική ανάπτυξη. Στην ογκολογία, το ιστορικό στιγμιότυπο περιλάμβανε έναν προκλινικό υποψήφιο και έναν σε μελέτες προετοιμασίας για αίτηση Investigational New Drug (IND), δηλαδή αίτηση έναρξης κλινικής έρευνας, όχι έγκριση εμπορίας. Το 2023 η εταιρεία προωθούσε προκλινικά αλλογενή προγράμματα· η δοκιμή του αυτόλογου NTLA-5001 είχε ήδη διακοπεί το 2022.

Παρότι τα ογκολογικά προγράμματα της Intellia παρουσίαζαν ενδιαφέρον, το άρθρο του 2023 εκτιμούσε ότι το χαρτοφυλάκιο σπάνιων ασθενειών θα παρέμενε βασικό σημείο εστίασης της αγοράς. Αυτή ήταν επενδυτική εκτίμηση της εποχής, όχι εγγυημένη εξέλιξη.