Βιοτεχνολογία
Ενίσχυση της γονιδιακής θεραπείας με ηλεκτρικούς παλμούς
Προσθέστε το Securities.io στις προτιμώμενες πηγές σας στο Google
Βελτίωση της γονιδιακής θεραπείας
Τον Δεκέμβριο του 2023, ο FDA ενέκρινε τις πρώτες κυτταρικές γονιδιακές θεραπείες για τη δρεπανοκυτταρική νόσο. Η Casgevy ήταν η πρώτη εγκεκριμένη από τον FDA θεραπεία που χρησιμοποιεί CRISPR/Cas9, όχι η πρώτη ανθρώπινη γονιδιακή θεραπεία γενικά. Οι εγκρίσεις διεύρυναν τις θεραπευτικές επιλογές, χωρίς να σημαίνουν ότι κάθε μέχρι τότε ανίατη ασθένεια μπορεί πλέον να θεραπευτεί.
Μια βασική πρόκληση είναι η μεταφορά επαρκούς γενετικού υλικού στα κατάλληλα κύτταρα. Η χαμηλή αποτελεσματικότητα μεταφοράς, η ανεπιθύμητη κατανομή και οι ανοσολογικές αντιδράσεις μπορούν να περιορίσουν τη θεραπεία. Η αύξηση της δόσης μπορεί επίσης να αυξήσει το κόστος και ορισμένους κινδύνους.
Ερευνητές μελέτησαν εάν ηλεκτρικοί παλμοί μπορούν να βελτιώσουν τη μεταφορά μέσω ιικού φορέα. Σε καλλιεργημένα ηπατικά κύτταρα παρατήρησαν πάνω από 40 φορές μεγαλύτερη πρόσληψη σε συγκεκριμένες πειραματικές συνθήκες. Πρόκειται για εργαστηριακό αποτέλεσμα, όχι για αποδεδειγμένη θεραπεία σε ανθρώπους.
Ηλεκτρισμός και μεταφορά γονιδίων
Η χρήση ηλεκτρικών πεδίων για τη μεταφορά γενετικού υλικού δεν είναι νέα. Η ηλεκτροδιάτρηση χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες σε κυτταρική και γενετική έρευνα. Η επίδρασή της εξαρτάται από την ένταση και τη διάρκεια των παλμών. Δεν περιορίζεται αποκλειστικά σε βακτήρια, φυτά ή καλλιέργειες· υπάρχουν και εφαρμογές σε ζωντανούς οργανισμούς, οι οποίες απαιτούν ειδική αξιολόγηση ασφάλειας.
Πηγή: Thermo Fisher
Ερευνητές του Πανεπιστημίου Wisconsin–Madison διερεύνησαν τη χρήση σύντομων ηλεκτρικών παλμών για τη βελτίωση της μεταφοράς με ιικούς φορείς. Στη συνεργασία συμμετείχαν οι Susan Hagness και John Booske, η διδακτορική φοιτήτρια Yizhou Yao και ο χειρουργός μεταμοσχεύσεων Hans Sollinger.
Στο πείραμα εφαρμόστηκε ηλεκτρικός παλμός διάρκειας 80 χιλιοστών του δευτερολέπτου σε δείγματα κυττάρων. Η τοπική εφαρμογή ηλεκτροδίων θα μπορούσε μελλοντικά να περιορίζει την έκθεση σε επιλεγμένη περιοχή, αλλά δεν αποδείχθηκε εδώ εκλεκτική θεραπεία οργάνου μέσα σε ανθρώπινο σώμα.
«Αρχίσαμε να συζητάμε την τοπική, στοχευμένη μεταφορά και εάν υπήρχε τρόπος να φτάσει το θεραπευτικό DNA απευθείας στο ήπαρ, χωρίς να κυκλοφορεί σε όλο το σώμα και να ενεργοποιεί το ανοσοποιητικό σύστημα.
Και εάν μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε ηλεκτρικούς παλμούς για να κάνουμε τη μεταφορά πιο αποτελεσματική και να μειώσουμε σημαντικά την απαιτούμενη δόση.» – Καθ. Susan Hagness
Μια πιθανή μελλοντική προσέγγιση για τον διαβήτη;
Το CRISPR είναι εργαλείο τροποποίησης του γονιδιώματος, ενώ οι ιικοί φορείς μπορούν να μεταφέρουν γενετικό υλικό στα κύτταρα. Οι προσεγγίσεις δεν είναι πάντοτε ανταγωνιστικές και καμία δεν είναι γενικά καλύτερη για κάθε στόχο.
Ένας ερευνητικός στόχος είναι η μεταφορά γονιδίων που θα επέτρεπαν σε ηπατικά κύτταρα να παράγουν ινσουλίνη. Για τον διαβήτη τύπου 1 θα απαιτούνταν κατάλληλη και ασφαλής ρύθμιση της παραγωγής της, όχι απλώς παρουσία ενός γονιδίου. Το πείραμα δεν έδειξε θεραπεία ασθενών.
Για να μετρήσουν τη μεταφορά, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν γονίδιο που κωδικοποιεί φθορίζουσα πρωτεΐνη. Ο φθορισμός επιτρέπει την ανίχνευση της έκφρασής του στα κύτταρα.
Πηγή: PLOS
Με τον ιικό φορέα μόνο, στην εικόνα «b», η μεταφορά ήταν χαμηλότερη από ό,τι στη συνδυασμένη προσέγγιση. Το αποτέλεσμα αφορά το συγκεκριμένο μοντέλο και τις συνθήκες δοκιμής.
Με την εφαρμογή του ηλεκτρικού παλμού, στην εικόνα «c», η μετρούμενη πρόσληψη γενετικού υλικού αυξήθηκε πάνω από 40 φορές. Αυτό δεν ισοδυναμεί αυτόματα με 40 φορές περισσότερα θεραπευμένα κύτταρα ή 40 φορές καλύτερο κλινικό αποτέλεσμα.
Μια μελλοντική προσαρμογή θα μπορούσε να χρησιμοποιεί θεραπευτικό γονίδιο αντί για τον φθορίζοντα δείκτη. Θα χρειάζονταν ξεχωριστά πειράματα για να αποδειχθεί η λειτουργία του.
Τα Επόμενα Βήματα
Το επόμενο βήμα είναι να εξεταστεί εάν το αποτέλεσμα μπορεί να μεταφραστεί σε ασφαλές και αποτελεσματικό θεραπευτικό πρωτόκολλο.
Η απόδειξη της ιδέας έγινε σε καλλιεργημένα κύτταρα. Απαιτούνται μελέτες σε ιστούς και ζωικά μοντέλα πριν εξεταστεί ενδεχόμενη εφαρμογή στον άνθρωπο.
Πηγή: PLOS
Πρέπει επίσης να αποδειχθεί ότι η παραγωγή ινσουλίνης είναι επαρκής, σταθερή και σωστά ρυθμιζόμενη. Χωρίς αυτά, δεν μπορεί να παρουσιαστεί ως θεραπεία του διαβήτη τύπου 1.
Δοκιμές με διαφορετικές εντάσεις και διάρκειες παλμών, καθώς και άλλους τύπους κυττάρων, θα βοηθούσαν στον προσδιορισμό της καταλληλότητας και των ορίων της μεθόδου.
Χρειάζεται ακόμη καλύτερη κατανόηση του μηχανισμού. Τα ηλεκτρικά πεδία μπορούν να μεταβάλλουν τη διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης, όμως το μέγεθος των ιικών σωματιδίων δεν επιτρέπει μια απλή εξήγηση μέσω μικροσκοπικών πόρων.
Άλλες μεταβολές στην πρόσληψη ή στην αλληλεπίδραση φορέα και κυττάρου μπορεί να συμβάλλουν. Η μελέτη δεν αποδεικνύει από μόνη της έναν εντελώς νέο μηχανισμό.
Εταιρείες γονιδιακής θεραπείας
Η ενίσχυση της μεταφοράς μέσω ιικών φορέων αποτελεί σημαντικό ερευνητικό θέμα. Οι φορείς χρησιμοποιούνται ήδη σε εγκεκριμένες και υπό ανάπτυξη θεραπείες, παράλληλα με τεχνολογίες γονιδιακής επεξεργασίας.
Η απόδοση μεταφοράς είναι μία από τις προκλήσεις, μαζί με την ασφάλεια, την ανοσογονικότητα, την παραγωγή και την κατανομή στους ιστούς.
Το εργαστηριακό αποτέλεσμα δεν σημαίνει ότι όλα αυτά τα προβλήματα λύθηκαν ή ότι οι ιικές θεραπείες μπορούν να θεωρηθούν «θαυματουργές θεραπείες».
1. Voyager Therapeutics
VYGR Διάγραμμα τιμής
Η Voyager Therapeutics αναπτύσσει καψίδια για φορείς αδενοσχετιζόμενων ιών (AAV), με στόχο τη μεταφορά γονιδιακών θεραπειών.
Μια βασική τεχνολογία της είναι η TRACER (Tropism Redirection of AAV by Cell-type-specific Expression of RNA), μια πλατφόρμα ανακάλυψης καψιδίων AAV με επιθυμητές ιδιότητες στόχευσης και μεταφοράς, μεταξύ άλλων για το κεντρικό νευρικό σύστημα.
Η αποτελεσματική πρόσβαση στον εγκέφαλο και στο νευρικό σύστημα είναι δύσκολη. Τα αποτελέσματα για συγκεκριμένα καψίδια πρέπει να επιβεβαιώνονται στο κατάλληλο βιολογικό μοντέλο και σε κλινικές μελέτες.
Γονιδιακή θεραπεία: οι άμεσες ενέσεις στο εγκεφαλικό παρέγχυμα, στις εγκεφαλικές κοιλίες, ενδορραχιαία ή στη μεγάλη δεξαμενή μπορεί να παρουσιάζουν ανομοιόμορφη κατανομή, περιορισμένη μεταφορά και ζητήματα ασφάλειας.
Η Voyager έχει συνάψει συνεργασίες με εταιρείες όπως η Sangamo και η Novartis. Η συμφωνία του Ιανουαρίου 2024 με τη Novartis αφορούσε δυνητικές θεραπείες για τη νόσο Huntington και τη νωτιαία μυϊκή ατροφία, με αρχικό τίμημα και έως US$ 1,2 δισ. σε πληρωμές οροσήμων, συν δικαιώματα. Οι συνεργασίες με τη Neurocrine Biosciences (NBIX ) περιλαμβάνουν επίσης ενδεχόμενες πληρωμές. Τα ανώτατα ποσά δεν είναι εγγυημένα έσοδα.
Πηγή: Voyager
Το ερευνητικό χαρτοφυλάκιο της εταιρείας περιλαμβάνει νευρολογικές παθήσεις, μεταξύ άλλων Alzheimer. Το στάδιο και η διαθεσιμότητα κάθε προγράμματος πρέπει να ελέγχονται στις ανακοινώσεις της αντίστοιχης περιόδου.
Πηγή: Voyager
Το πείραμα ηλεκτρικών παλμών χρησιμοποίησε φορέα AAV8. Δεν έχει αποδειχθεί ότι το ίδιο αποτέλεσμα ισχύει για τα διαφορετικά καψίδια της Voyager ή για ιστούς του νευρικού συστήματος.
Απαιτούνται ειδικές δοκιμές αποτελεσματικότητας και ασφάλειας πριν συνδεθεί η προσέγγιση με κάποιο εταιρικό θεραπευτικό πρόγραμμα.
2. Bluebird Bio
Η Bluebird Bio και οι εταιρείες Vertex και CRISPR Therapeutics (CRSP ) ανέπτυξαν διαφορετικές θεραπείες που εγκρίθηκαν τον Δεκέμβριο του 2023 για τη δρεπανοκυτταρική νόσο. Η θεραπεία της Bluebird ονομάζεται Lyfgenia. Η Zynteglo είναι ξεχωριστό προϊόν για τη β-θαλασσαιμία, όχι απλώς άλλη εμπορική ονομασία της ίδιας θεραπείας.
Η Lyfgenia δεν χρησιμοποιεί CRISPR. Χρησιμοποιεί λεντιϊκό φορέα για να προσθέσει γενετικό υλικό σε αυτόλογα αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα εκτός του σώματος.
Τα τροποποιημένα κύτταρα παράγουν την αιμοσφαιρίνη HbA^T87Q. Μετά την κατάλληλη προετοιμασία του ασθενούς, επανεγχέονται ώστε να εγκατασταθούν στον μυελό των οστών. Η διαδικασία έχει σημαντικούς κινδύνους και απαιτήσεις παρακολούθησης.
Οι εγκρίσεις καταδεικνύουν εμπειρία στην ανάπτυξη θεραπειών με ιικούς φορείς, αλλά δεν συνεπάγονται εμπορική επιτυχία ή άνοδο της μετοχής.
Το αποτέλεσμα με ηλεκτρικούς παλμούς και AAV8 δεν αποδεικνύει αντίστοιχη βελτίωση με λεντιϊκούς φορείς. Οι ιστορικές τιμές θεραπείας και εκτιμήσεις χρηματοδότησης δεν αρκούν για να προβλέψουν τη μελλοντική οικονομική πορεία της εταιρείας.
