BioTech vuonna 2023 – Alzheimer, sirppisolutauti ja lihavuus

Biotekniikkateollisuus on viime vuosina kokenut merkittävää kasvua, ja alan tutkimus on tarjonnut arvokasta tietoa, jonka avulla voidaan parantaa lääketieteellisiä hoitoja taistelussa sairauksia vastaan, nostaa elämänlaatua ja pidentää ihmisen elinikää. 

Biotekniikka on sovelletun tieteen haara, joka tuottaa terveydenhuoltoon liittyviä tuotteita hyödyntäen elollisia organismeja. Se yhdistää useita tieteenaloja, kuten tiedettä, biologiaa, fysiikkaa, kemiaa, matematiikkaa ja tekniikkaa.

Yritykset kuten Eli Lilly, Merck, Pfizer (PFE ), Amgen (AMGN ), Gilead Sciences (GILD ), Biogen, Modena, Regeneron Pharmaceuticals (REGN ), Johnson & Johnson (JNJ ), Roche, Idec, Celgene ja AbbVie (ABBV ) ovat käyttäneet miljoonia dollareita tutkiakseen ja kehittääkseen ratkaisuja terveydenhuollon, lääketieteen, genomiikan, elintarviketuotannon, biopolttoaineiden ja ympäristöturvallisuuden aloilla.

Kun alan koko on 860 miljardia dollaria, sen markkina-arvon odotetaan lähes kaksinkertaistuvan tämän vuosikymmenen loppuun mennessä. Tänä vuonna jatkuva tutkimus ja kehitys on jo tuottanut monia jännittäviä läpimurtoja merkittävien löytöjen ja edistyksellisimpien kehitysaskelten muodossa, joilla taistellaan Alzheimerin tautia, sirppisolutautia ja lihavuutta vastaan. Katsotaanpa niitä!

Uudet hoidot Alzheimerin tautiin

Alzheimerin tauti (AD) lisääntyy nopeasti, ja Yhdysvalloissa arvioidaan olevan noin 6,2 miljoonaa AD-dementian kärsijää ja maailmanlaajuisesti noin 55 miljoonaa yksilöä AD-dementian kärsijää maailmanlaajuisesti. 

Progressiivinen sairaus, Alzheimerin tauti on yleisin dementian muoto, joka alkaa lievällä muistinmenetyksellä. Tauti vahingoittaa ja tuhoaa aivojen hermosoluja, jotka hallitsevat ajattelua, muistia ja kieltä. Ajan myötä se johtaa asteittaiseen kyvyn menetykseen muistaa, järkeillä, käyttää kieltä ja reagoida ympäristöön. Saattaa myös ilmetä erilaisia käyttäytymismuutoksia Alzheimerin taudista johtuen.

Vuosi 2023 on kuitenkin merkinnyt suurta virstanpylvästä AD-hoidoissa. Tiedemiehet ja tutkijat jatkavat Alzheimerin monimutkaisuuden selvittämistä, eivät vain ymmärtääkseen ja hoitaakseen tautia paremmin, vaan myös estääkseen sen kokonaan.

Tänä vuonna Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) myönsi nopeutetun hyväksynnän mullistavalle hoitomuodolle nimeltä LEQEMBI (lecanemab-irmb). Biogenin ja Eisain kehittämä hoito osoitti suurta tehoa taudin etenemisen hidastamisessa sekä kohtuullista kognitiivisen heikkenemisen vähentämistä varhaisen vaiheen AD-potilailla. Tämä oli itse asiassa ensimmäinen hoito, jonka on todistettu vaikuttavan Alzheimerin taudin kulkuun.

Lääke annetaan suonensisäisenä infuusiona (suoraan henkilön laskimoon) kahden viikon välein. Lääkkeen toimintamekanismi on, että se poistaa aivoista tahmean proteiinin, amyloidin, jonka uskotaan edistävän Alzheimerin tautia.

“Se on erittäin jännittävää, koska tämä on ensimmäinen hoito historiassamme, joka osoittaa kiistattoman hidastumisen Alzheimerin taudin heikentymisessä.”

– Tohtori Christopher van Dyck, Yalen Alzheimerin taudin tutkimusyksikön johtaja, joka johti tutkimusta ja on myös maksullinen konsultti lääkeyhtiö Eisaille

Hoitoon osallistui 1 795 varhaisen vaiheen, oireellisen Alzheimerin potilasta. Uutisessa New England Journal of Medicine julkaistut lecanemabin vaihe III -kliinisen tutkimuksen tulokset osoittivat, että puolentoista vuoden hoidon jälkeen lääke hidasti kliinistä heikkenemistä 27 % verrattuna lumelääkettä saaneisiin. Hoito kohdistuu valikoivasti amyloidiproteiinin muotoihin, joiden uskotaan olevan “myrkyllisimmät aivosoluja kohtaan”, ja sen saaneet potilaat osoittivat merkittävän vähennyksen proteiinia kuvantamistutkimuksissa.

Tutkimuksen osallistujat kokivat myös 37 % hidastumisen päivittäistoimintojen heikkenemisessä ja 26 % hidastumisen keskeisessä toissijaisessa kognitiivisen toiminnan mittarissa verrattuna lumelääkeryhmään. Samanaikaisesti lecanemabia testataan globaalissa AHEAD-tutkimuksessa, jossa kohdistetaan henkilöihin, jotka ovat kognitiivisesti normaalit, mutta joilla on korkea oireiden riski aivojen amyloidipitoisuuden vuoksi.

Dr. van Dyckin mukaan tämä on vasta alkua, ja tiedot viittaavat siihen, että:

“Mitä pidempi hoitojakso, sitä parempi vaikutus. Saatamme nähdä suuremman hyödyn, jos puutumme asiaan ennen merkittävän aivovaurion syntymistä.”

Sivuvaikutusten osalta tavallisesti ilmenee punoitusta, vilunväristyksiä, kuumetta, ihottumaa ja kehon kipuja, joista suurin osa on lieviä tai kohtalaisia ja useimmat ilmenevät heti ensimmäisen annoksen jälkeen. Lisäksi on mahdollinen amyloobiin liittyvä kuvantamispoikkeavuus, joka voi sisältää aivojen verenvuotoa, turvotusta tai nesteen kertymistä aivoihin.

Hoito myydään tuotemerkin Leqembi™ alla, ja Eisai on asettanut sen hinnaksi 26 500 $ vuodessa. Hinta saattaa kuitenkin muuttua, sillä liittovaltion terveysvakuutusohjelma Medicare on ilmoittanut kattavansa 80 % kustannuksista ilman, että potilaan täytyy osallistua satunnaistettuun kliiniseen tutkimukseen. Centers for Medicare & Medicaid Services (CMS) vahvisti tämän vuoden toisella puoliskolla.

Heinäkuussa FDA myönsi myös täyden perinteisen hyväksynnän lääkkeelle ensimmäistä kertaa kahden vuosikymmenen aikana. Kuitenkin lääkkeessä on “black box” -varoitus, viraston voimakkain varoitus, aivojen turpoamisesta ja verenvuodosta turvallisuushuolten vuoksi.

Leqembin lisäksi tänä vuonna on saatu edistysaskelia Alzheimerin rokotteissa. Yhdysvaltalainen yritys Vaxxinity raportoi onnistuneista vaihe 2 -kokeista UB-311:lle, joka kohdistuu aivojen myrkyllisiin amyloidibeta-muotoihin, ja joka ei ainoastaan laukaissut immuunivastetta vaan myös osoitti turvallisuutta. Tämä synteettinen, peptideihin perustuva aktiivinen immunoterapia edustaa uutta lähestymistapaa Alzheimerin hoitoon, ja se voisi avata tien kestävämmille ja kustannustehokkaammille vaihtoehdoille nykyisille hoidoille aiheuttamalla kohdekohtaista vasta-ainereaktiota.

Nämä bioteknologiset läpimurrot ovat varmasti avanneet uusia ovia Alzheimerin tutkimuksessa, tarjoten perustan tuleville innovaatioille ja entistä kohdennetummille ja tehokkaammille hoidoille.

Uudet sirppisolutaudin geeniterapiat ovat täällä

Harvinainen, kivulias, periytyvä verisairaus, sirppisolutauti (SCD), vaikuttaa yli 100 000 ihmiseen Yhdysvalloissa ja noin 20 miljoonaan ihmiseen maailmanlaajuisesti. Tämä on elinikäinen ja henkeä uhkaava sairaus, joka voi johtaa jopa ennenaikaiseen kuolemaan. 

Tässä tilassa ongelma on mutaatio punasolujen hapen kuljetukseen tarkoitetussa proteiinissa, hemoglobiinissa. Tämän vaurion seurauksena normaalisti levy‑muotoiset punasolut muuttuvat “sirpin” muotoisiksi, jotka taipuvat yhteen. Nämä mutatoituneet solut rajoittavat verenvirtausta verisuonissa ja estävät hapen kulkeutumisen kehon kaikkiin kudoksiin, mikä johtaa vakavaan kipuun, aivohalvauksiin, infektioihin ja elinten vajaatoimintaan.

Tällä hetkellä luuytimen siirto on ainoa parannuskeino tähän henkeä uhkaavaan sairauteen, mutta se edellyttää sopivan luovuttajan löytämistä sekä riskiä, että elimistö hylkää siirron. Tämän seurauksena geeniterapia on noussut mahdolliseksi parannukseksi tähän mahdollisesti tappavaan sairauteen.

Vuonna 2023 geen- ja soluterapia SCD:n hoitoon ovat päässeet markkinoille lähempänä kuin koskaan. Merkittävässä päätöksessä Yhdysvaltain terveys- ja ihmisetosasto (US Department of Health and Human Services) hyväksyi ensimmäiset solupohjaiset geeniterapiat SCD:n hoitoon 12‑vuotiaita ja sitä vanhempia potilaita varten. Näihin hoitoihin kuuluvat Casgevy, jonka on kehittänyt Bostonissa toimiva CRISPR Therapeutics (CRSP ) ja Vertex Pharmaceuticals (VRTX ), sekä Lyfgenia, jonka on kehittänyt lääkeyhtiö Bluebird Bio Inc.

Kahdesta vaihtoehdosta Casgevy on ensimmäinen FDA:n hyväksymä hoito, joka on kehitetty CRISPR‑Cas9‑genominmuokkausteknologian avulla, ja jonka Vertexin mukaan valinta perustui sen kykyyn tehdä pysyviä ja tarkkoja muokkauksia tietyssä kohteessa ilman “off‑target”‑vaikutusten näyttöä.

CRISPR‑Cas9:ssa potilaiden DNA leikataan kohdennetuissa paikoissa, sitten sitä muokataan tarkasti lisäämällä, poistamalla tai muuttamalla DNA:ta, ja muokatut solut siirretään takaisin potilaaseen. Sisään päästyään ne sitoutuvat ja kasvavat luuytimessä ja lisäävät sikiöhemoglobiinin (HbF) tuotantoa estääkseen punasolujen sirpimisen. Vertex sanoi:

“Olemme erittäin tyytyväisiä exa‑cel‑tutkimustemme vahvuuteen – tehokkuuteen, turvallisuuteen ja vasteen kestävyyteen – ja uskomme, että EHA:ssa esitetyt tiedot loivat erottuvan profiilin SCD:ssä.”

Lyfgenia ei käyttänyt CRISPRia. Sen sijaan se kulki perinteisen geeniterapian reitin hyödyntäen lentiviraalivektoria, virusperhettä, geenien muokkaamiseen. Tässä SDC‑potilaiden verisolukkoja muokataan geneettisesti tuottamaan erityinen hemoglobiini HbAT87Q, joka toimii lähes kuten tavallinen aikuishiutalöbi, mutta on peräisin geeniterapiasta ja toimitetaan potilaalle.

Solupohjaisessa geeniterapiassa Casgevy‑tutkimuksessa oli yhteensä 44 potilasta. Näistä 31:lla oli riittävä seurantaaika arviointia varten, ja tulokset osoittivat, että 29 potilasta pääsi eroon vakavista VOC‑episodista vähintään vuoden ajan, eikä kenelläkään ollut siirtohylkäämistä tai -epäonnistumista. Samoin Lyfgenian tutkimuksessa 32:sta potilaasta 22 saavutti täydellisen VOE‑resoluution.

Sivuvaikutusten osalta yleisimpiä olivat suun haavaumat, pahoinvointi, oksentelu, päänsärky, kuume sekä alhaiset verihiutale‑ ja valkosolutasot. Casgevyssa esiintyi lisäksi lihas‑ ja luustokipuja sekä vatsakipuja, kun taas Lyfgeniassa raportoitiin myös hematologista pahanlaatuisuutta tai verosyöpää, mikä johti FDA:n laatimaan laatikkovaroituksen sen jälkeen, kun kaksi tutkimuspotilasta kuoli leukaatin muotoon.

Mutta tämä ei ole kaikki. Nämä uudet hoidot osoittavat myös lupausta muiden sairauksien hoitoon nykyisten sovellusten ulkopuolella. Esimerkiksi CRISPR‑pohjaiset hoidot eivät rajoitu vain SCD:hen; niillä on potentiaalia hoitaa periytyviä verisairauksia, kuten beeta‑talassemiaa. Lisäksi ne voivat olla tehokkaita perinnöllistä hyperkolesterolemiaa, periytynyttä korkean kolesterolin muotoa, vastaan sekä amyloidoosia, harvinaista maksasairautta, vastaan. CRISPR:n menestyksekäs soveltaminen näillä alueilla korostaa geenimuokkauksen laajaa potentiaalia mullistaa lääketiede tarjoamalla ratkaisuja moniin aiemmin hoitokelvottomiin sairauksiin ja merkittävästi parantaen kansanterveyttä.

Vaikka kyseessä on suuri liike, tämä on vasta alkua, ja paljon työtä on tehtävä, jotta hoito olisi laajasti saatavilla, suurimpana esteenä kustannus. Nämä uudet hoidot maksavat yli miljoona dollaria, mikä tarkoittaa, että paitsi ulkomailla asuvat ihmiset, myös suurin osa amerikkalaisista joutuu hintapisteen ulkopuolelle. Siksi on selvää, että näiden geenimuokkaushoitojen saavutettavuus vaatii pitkän matkan.

Lihavuusongelman kohtaaminen suoraan

Vuosi 2023 on myös ollut mullistava vuosi biotekniikkateollisuudessa, kun pyrittiin torjumaan lihavuutta uusilla painonpudotus- ja diabeteslääkkeillä, kuten Novo Nordiksen Ozempic- ja Wegovy-tuotteilla, jotka ovat vallanneet maailman. Nämä uudet lääkkeet osoittivat valtavaa tehoa painonpudotuksessa, mistä johtuu niiden suosio. 

Kuuluen GLP‑1‑analogeihin, nämä uudet lääkkeet toimivat aktivoimalla tärkeän GLP‑1‑hormonin, jonka suolisto tuottaa ruoan nauttimisen yhteydessä, ja ne auttavat painonpudotuksessa vähentämällä ruokahalua, hidastamalla vatsan tyhjenemistä ja lisäämällä insuliinin vapautumista.

Ozempicissä ja Wegovyssä vaikuttava aine on semaglutidi, kun taas Eli Lillin diabetelääkkeen Mounjaron vaikuttava aine on tirzepatiidi, joka myös aiheuttaa painonpudotusta. 

Kun innovatiiviset lähestymistavat ja uudet hoidot viedään tälle alueelle, myös geeniterapia tekee tuloaan, tarjoten pitkäaikaisia ratkaisuja painonhallintaan kohdistamalla lihavuutta aiheuttaviin spesifisiin geeneihin.

Kun lihavuus koskee lähes 42 % Yhdysvaltain aikuisista, mikä lisää diabeteksen, verenpainetaudin, syövän ja sydänsairauksien riskiä, tutkimus- ja investointitoiminta tämän ongelman ratkaisemiseksi kasvaa merkittävästi. Uusi tutkimus, jota tukevat NIH:n, Novo Nordiksen, National Science Foundationin, MIT:n koneenrakennustekniikan laitoksen ja Schmidt Science Fellowshipin myöntämät apurahat, korostaa tarvetta vaihtoehtoisille menetelmille, koska käyttäytymisen muuttaminen on vaikeaa ja farmakologisten hoitojen rajoitukset ovat merkittäviä.

Tutkimus, jonka otsikko on “Värisevä sisäisesti nautittava bioelektroninen stimulaattori moduloi mahalihaksen venytysreseptoreita illusorisen kylläisyyden aikaansaamiseksi”, ja joka julkaistiin Science Advances -lehdessä, totesi, että tehokkaat hoidot tämän sairauden hallitsemiseksi vaativat korkeaa potilaan sitoutumista tai invasiivisia kirurgisia toimenpiteitä. Siksi ehdotettiin laitetta, jota kutsutaan väriseväksi, sisäisesti nautittavaksi bioelektroniseksi stimulaattoriksi tai VIBE:ksi.

Uuden laitteensa avulla MIT:n insinöörit hyödyntävät kehomme normaaleja toimintoja — kun syömme suuren aterian, vatsamme laajenee, ja mekaaniset reseptorit havaitsevat sen ja lähettävät signaaleja aivoihin vagushermon kautta, mikä johtaa hormonien ja insuliinin tuotantoon, kaikki auttavat ihmisiä sulattamaan ruokaa, tuntemaan olon täydeksi ja lopettamaan syömisen, samalla kun nälkää edistävän hormonin greliinin tasot laskevat.

VIBE:n tapauksessa luodaan laajentumisen illuusio ruokailutottumusten säätämiseksi. Sen sijaan, että juot lasillisen vettä ennen syömistä, otat tässä tabletin.

Laite on suunniteltu suun kautta nautittavaksi, jotta se pysyy kosketuksessa mahalaukun limakalvoon, aktivoituu, kun se upotetaan mahalaukun nesteeseen, värisee riittävän voimakkaasti stimuloidakseen mahalaukun intraganglionaalisia laminaarisia päätä (IGLE:t) tietyn ajan ja kulkee turvallisesti ruoansulatuskanavan läpi.

Tämä uusi laite, tabletin muodossa, saa virtansa pienestä hopeaoksidiparistosta. Kun se nielaisiin, se kulkee suoliston läpi ja koskettaa mahalaukun nestettä. Tämä vuorovaikutus saa vatsan värisemään noin 30 minuutin ajan, stimuloiden vagushermoa — samankaltaisesti kuin mahalaukun ohitusleikkauksen vaikutukset — ja näin luo kylläisyyden tunteen.

Uutta keksintöä verrataan Ozempiciin ja Wegovyyn, koska se auttaa ihmisiä hallitsemaan kalorien saantia ja estämään painonnousua.

Entisen MIT:n jatko‑opiskelijan Shriya Srinivasan, tohtori, joka on Harvardin yliopiston bioinsinöörin apulaisprofessori, mukaan ihmiset, jotka haluavat paitsi laihtua myös hallita ruokahalua, voivat ottaa tämän tabletin ennen jokaista ateriaa. Srinivasan, joka on uuden tutkimuksen pääkirjoittaja, lisäsi:

“Tämä voisi olla todella mielenkiintoinen, koska se tarjoaisi vaihtoehdon, joka voisi minimoida muiden farmakologisten hoitojen aiheuttamia sivuvaikutuksia.”

Tutkiakseen VIBE:n suorituskykyä tutkijat käyttivät Yorkshire‑sikakoiria (koska niiden mahalaukun anatomia on samanlainen kuin ihmisillä) painoltaan 50–80 kg ja iältään 4–6 kuukautta. Tabletti asetettiin endoskooppisesti niiden mahalaukun onteloon. Hormonaalisen kylläisyyden signaalien vapauttamisen lisäksi, kun eläimille annettiin tabletti 20 minuuttia ennen syömistä, niiden ruokamäärä väheni merkittävästi. Tutkimuksen mukaan se “johtui johdonmukaisesti ruokamäärän vähenemiseen” noin 40 % ja hidasti painonnousua.

Tutkimuksen seniorikirjoittajan, Brigham and Women’s Hospitalin gastroenterologin Giovanni Traverson mukaan:

“Näyttää edullisen, ei‑invasiivisen toimenpiteen tehokkuuden ruokamäärän ja kalorinkulutuksen vähentämisessä.”

Mutta vaikka laite toimii tehokkaasti kylläisyyden aikaansaamiseksi ja Traverson mukaan “sillä on potentiaalia mullistaa hoitovaihtoehdot lihavuuspotilaille”, tarvitaan edelleen lisää tutkimuksia “laitteen fysiologisten vaikutusten kartoittamiseksi ennen kuin se on saatavilla potilaille.”

Kaiken kaikkiaan lisääntynyt lihavuuden ymmärrys on saanut sen lääkemarkkinat kasvamaan nopeasti. Lisäksi, kun yhä useammat tunnistavat sen vakavaksi lääketieteelliseksi tilaksi, näemme näiden lääkkeiden kysynnän nousevan eksponentiaalisesti, samoin kuin tehokkaampien hoitojen kysynnän.

Klikkaa tästä saadaksesi listan johtavista yrityksistä lihavuuden hoitomarkkinoilla.

Lopullinen ajatus

Kuten näimme, biotekniikka on saavuttanut lukuisia läpimurtoja Alzheimerin, sirppisolutaudin ja lihavuuden hoidossa. Näiden lisäksi olemme nähneet monia kehityksiä tarkassa genominmuokkauksessa, synteettisessä biologiassa, onkologiassa, elin‑piirilevyissä, seuraavan sukupolven sekvensoinnissa ja tekoälyssä.

Kun ala jatkaa haastavimpien terveysongelmien ratkaisemista, näemme entistä enemmän edistysaskelia ja trendejä ensi vuonna, jotka luovat suuria aaltoja vuosiksi tai vuosikymmeniksi eteenpäin ja parantavat elämäämme.

Klikkaa tästä saadaksesi selville, miksi tarkkojen hoitojen markkinakoko nousee 500 miljardista dollaria 3 triljoonaan dollariin vuoteen 2030 mennessä.