CRISPR थेरेप्यूटिक्स (CRSP): अनुकूलित जीन अभियांत्रिकी

अंततः, उपयोगी जीन संपादन

Every organism’s life is controlled by its genetic code, which contains the “manual” for building the proteins performing all biological functions. As a result, any genetic anomaly can be deadly or cause crippling diseases.

हर जीव का जीवन उसके जीनात्मक कोड द्वारा नियंत्रित होता है, जिसमें सभी जैविक कार्य करने वाले प्रोटीन बनाने की “हिदायत” होती है। परिणामस्वरूप, कोई भी जीनात्मक असामान्यता घातक या विकलांग करने वाली बीमारियों का कारण बन सकती है।

इसी कारण डॉक्टर और वैज्ञानिक जीन को कैसे संपादित किया जाए, इस पर खोजबीन कर रहे हैं, जब से उनका आविष्कार हुआ है।

अधिकांश प्रगति को रोकने वाली समस्या यह थी कि हमारा जीनात्मक पदार्थ बहुत जटिल है, और कोशिकाओं के नाभिक के भीतर बंद रहता है। और अधिकांश प्रभावित ऊतकों को लक्षणों के गायब होने के लिए जीनात्मक रूप से संशोधित करना पड़ता है।

इसलिए हाल ही तक, किसी भी जीनात्मक संशोधन को अपेक्षाकृत मोटे तरीके से करना पड़ता था, जिसमें यह नियंत्रित नहीं किया जा सकता था कि नया डाला गया जीन कहाँ जाएगा, जिससे कई दुष्प्रभाव उत्पन्न होते थे। यह तब भी पर्याप्त नहीं था जब उपचार को दोषपूर्ण जीन की मरम्मत की आवश्यकता होती।

यह सब 2012 में CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) की खोज के साथ बदल गया, जो कुछ बैक्टीरिया को सटीक और नियंत्रित जीन संपादन करने की क्षमता देता है।

यह खोज बायोटेक्नोलॉजी के पूरे क्षेत्र में तेजी से क्रांति लाएगी, और 2020 में रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार प्राप्त किया।, a remarkably short time after its discovery compared to the average of most Nobel awards.

स्रोत: Nobel Prize

नोबेल पुरस्कार प्राप्त करने वाली दो महिलाओं में से एक, एम्मानुएल चार्पेंतीयर, ने इस तकनीक को व्यावसायिक बनाने के लिए कंपनी की स्थापना की, और FDA द्वारा स्वीकृत पहला CRISPR जीन संपादन उपचार प्राप्त करने वाली पहली कंपनी बनी: CRISPR Therapeutics (CRSP ).

CRISPR क्या है?

CRISPR-Cas9, वह CRISPR प्रणाली जिसने नोबेल पुरस्कार जीता, हमें जीन को लक्षित तरीके से “संपादित” करने की अनुमति देती है, जिससे जीनोम के एक विशिष्ट स्थान को इच्छित जीन अनुक्रम से बदल दिया जाता है।

CRISPR का उपयोग कई तरीकों से किया जा सकता है: मौजूदा जीन को बाधित करना, किसी विशिष्ट अनुक्रम को हटाना, या सही जीन अनुक्रम को संपादित/डालना।

स्रोत: CRISPR Therapeutics

हर मामले में, जीन संपादन केवल पूरे जीनोम के एक विशिष्ट भाग में किया जाएगा, और यह पूरी तरह से पूर्वानुमेय होगा। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि अनियंत्रित जीन सम्मिलन को प्रमुख समस्याओं, विशेषकर कैंसर जोखिमों से जोड़ा गया है, जिससे उनके चिकित्सीय उपयोग में कठिनाई और विवाद उत्पन्न होते हैं।

इसके अतिरिक्त, CRISPR-आधारित जीन संशोधन प्रक्रिया लक्षित कोशिकाओं के लिए अधिकांशतः हानिरहित होती है, जिससे उपचार की विषाक्तता पहले उपयोग की गई विधियों की तुलना में एक क्रम magnitude तक घटती है।

CRISPR का भविष्य

CRISPR अब कई अनुप्रयोगों के लिए जांचा जा रहा है, जिनमें सबसे उन्नत और महत्वपूर्ण संभवतः अचिकित्स्य जीन रोगों और कैंसर का उपचार है। यह महत्वपूर्ण है, क्योंकि दुर्लभ रोग, जिनमें 72% के जीन कारण होते हैं, सबसे कठिन-से-उपचार रोगों में से हैं।

CRISPR का उपयोग नई विधियों को बनाने के लिए भी किया जा सकता है प्लास्टिक प्रदूषण से निपटने, जैविक उर्वरक समाधान बनाने, मांस विकल्प, सुरक्षित जीएमओएस, आदि.

दीर्घकाल में, CRISPR तकनीक को AI में प्रगति से काफी सहायता मिलने की संभावना है।

उदाहरण के लिए, हमने 2024 में “OpenCRISPR-1” जारी किया, जो बेहतर CRISPR प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए एक ओपन‑सोर्स टूल है या CREME (Cis-Regulatory Element Model Explanations), एक न्यूरल नेटवर्क जो in-silico CRISPR जीन संशोधन की संभावनाओं की भविष्यवाणी करता है।

CRISPR थेरेप्यूटिक्स का इतिहास

CRISPR की संभावनाओं को सही ढंग से पहचानते हुए, CRISPR Therapeutics ने 2013 में अपनी स्थापना से ही इस विषय पर ध्यान केंद्रित किया।

कंपनी ने CRISPR-Cas9 को ही विशेष रूप से उपयोग करने का निर्णय लिया, जबकि उसके कुछ प्रतिस्पर्धी, विशेषकर जेनिफर डौडना की कंपनियों (CRISPR के सह‑आविष्कारक) ने थोड़ा अलग सिस्टम जैसे CRISPR-Cas12a को अपनाया। अंततः, यह सही रणनीति साबित हुई, क्योंकि CRISPR Therapeutics ने 2023 में अपनी पहली थेरेपी के लिए FDA अनुमोदन प्राप्त करने में सबसे तेज़ी दिखाई।

कंपनी की स्थापना और पहली अनुमोदन के बीच केवल 10 वर्ष का अंतर है, जो बायोटेक्नोलॉजी में काफी तेज़ और इस नई तकनीक के लिए रिकॉर्ड‑ब्रेकिंग है।

एक प्रमुख कारक अधिक स्थापित बायोटेक कंपनी Vertex Pharmaceuticals (VRTX ) के साथ साझेदारी रहा है, जो दुर्लभ रोगों में विशेषज्ञ है, प्रारम्भ में सिस्टिक फाइब्रोसिस पर केंद्रित और अब विविधीकरण कर रहा है।

CRISPR थेरेप्यूटिक्स रक्त रोग उपचार

CRISPR Therapeutics का मूल लक्ष्य रक्त रोग Sickle Cell Disease (SCD) को ठीक करना था। यह एक जीनात्मक उत्परिवर्तन के कारण उत्पन्न होता है, जिससे असामान्य हीमोग्लोबिन बनता है, जो रक्त के लाल कोशिकाओं में ऑक्सीजन ले जाने वाला प्रोटीन है।

परिणामस्वरूप, लाल कोशिकाएँ कली जैसी आकार की हो जाती हैं और रक्त वाहिकाओं में फँस जाती हैं, जिससे रक्त प्रवाह घटता है और अवरोध पैदा होता है। ऐसा अवरोध तीव्र दर्द, सूजन, दृष्टि समस्याएँ और संक्रमण के प्रति संवेदनशीलता का कारण बन सकता है।

स्रोत: Wikipedia

CRISPR का SCD समाधान रोगी की रक्त कोशिकाएँ उत्पन्न करने वाले स्टेम कोशिकाओं के जीन कोड को बदलना है। इस “ex-vivo” दृष्टिकोण में, प्रयोगशाला में संशोधित स्टेम कोशिकाओं को फिर रोगी में पुनः इंजेक्ट किया जाता है, बजाय सीधे संशोधित करने के।

वे CRISPR जीन संपादन का उपयोग करके इन स्टेम कोशिकाओं में कुछ परिवर्तन करते हैं और कमज़ोर हीमोग्लोबिन को फेटल हीमोग्लोबिन (HbF) से बदलते हैं, जो सभी लोगों में जन्म से पहले स्वाभाविक रूप से मौजूद होता है और वयस्क हीमोग्लोबिन की तुलना में ऑक्सीजन के प्रति अधिक आकर्षण रखता है।

इसी विधि का उपयोग दूसरे रक्त रोग, बीटा‑थैलेसीमिया, को ठीक करने के लिए भी किया जा सकता है। यह रोग रोगी में पर्याप्त हीमोग्लोबिन की कमी के कारण होता है। पर्याप्त HbF जोड़ने से यह समस्या भी हल हो सकती है।

स्रोत: Healthline

FDA अनुमोदन और व्यावसायीकरण

SCD के लिए उपचार को 2023 में अनुमोदित किया गया, और इसे ब्रांड नाम CASGEVY तथा तकनीकी नाम exa-cel के तहत व्यावसायीकृत किया गया।

यह उन क्षेत्रों में जहाँ यह अनुमोदित है (जैसे US और EU) में 60,000 रोगियों के पते योग्य बाजार को कवर करता है, जिससे यह दो रोगों को समाप्त करने का पहला विश्वसनीय अवसर बनता है।

मध्य पूर्व बाजारों (जैसे बहरीन और सऊदी अरब में केवल 23,000 संभावित रोगी) में आगे के अनुमोदन की उम्मीद है, और गैर‑US बाजारों से अधिक बिक्री होगी। इसे समर्थन देने के लिए, कंपनी ने दवा निर्माता Lonza के साथ अपने उत्पादन क्षमता को विस्तारित करने का समझौता किया है।

स्रोत: CRISPR Therapeutics

Exa-cel / CASGEVY उपचार ने 94.2% बीटा‑थैलेसीमिया रोगियों को ट्रांसफ़्यूज़न से स्वतंत्र बना दिया, और 97.4% सिकल सेल रोगियों को, जो इस तथ्य को और अधिक प्रभावशाली बनाता है क्योंकि यह पहला उपचार है जो विश्वसनीय रूप से इसे ठीक करता है, केवल लक्षणों का प्रबंधन नहीं।

CRISPR थेरेप्यूटिक्स पाइपलाइन

ex‑vivo रक्त रोग उपचार के अलावा, CRISPR Therapeutics ने CRISPR तकनीक के अधिक अनुप्रयोगों पर काम किया है। दीर्घकाल में, यह कंपनी को विविधित बाजारों के साथ तकनीक में विशेषज्ञ बना देगा।

स्रोत: CRISPR Therapeutics

इन‑विवो जीन संपादन

एक महत्वपूर्ण कदम रक्त रोग के लिए इन‑विवो जीन संपादन का परीक्षण होगा, जिससे उपचार बहुत कम महँगा, रोगियों के लिए अधिक सहनशील, और कुल मिलाकर अधिक कुशल बन जाएगा, क्योंकि यह सीधे हड्डी के मज्जा में स्टेम कोशिकाओं को संशोधित करेगा। यह संशोधित कोशिकाओं को प्रयोगशाला में बड़े उत्पादन सुविधाओं की आवश्यकता को भी समाप्त कर देगा, क्योंकि जीन संशोधन सीधे शरीर में होगा।

स्रोत: Research Gate

CRISPR Therapeutics की इस इन‑विवो रणनीति के लिए पसंदीदा दृष्टिकोण लिपिड नैनोपार्टिकल्स (LNP) का उपयोग है, जो mRNA वैक्सीन में उपयोग होते हैं। प्राइमेट प्राणियों पर अध्ययन जारी है, और यह विधि अंततः विश्वभर में 400,000+ रोगियों तक पहुँच सकती है, क्योंकि यह अन्य रक्त विकारों को भी संबोधित कर सकती है।

रक्त रोग उपचारों में महारत हासिल करने के बाद, इन‑विवो जीन संपादन में प्रगति को अन्य प्रकार के उपचारों में लागू किया जा सकता है।

विशेष रूप से, हृदय‑वाहिकीय रोग और अन्य दुर्लभ रोग कंपनी के फोकस में हैं, जिसमें कुल 6 विभिन्न अणु/थेरेपी विभिन्न विकास चरणों में R&D पाइपलाइन में हैं।

स्रोत: CRISPR Therapeutics

इन प्रयोगात्मक थेरेपी द्वारा संभावित रूप से संबोधित रोगों में एथेरोस्क्लेरोटिक हृदय‑वाहिकीय रोग (ASCVD) शामिल हैं, जहाँ संयुक्त राज्य और यूरोप में जीनात्मक डिस्लिपिडेमिया वाले लगभग 4 मिलियन लोग और कुल 14 मिलियन उच्च‑जोखिम रोगी हैं।

इस मामले में, अवधारणा यह होगी कि जिगर कोशिकाओं के जीन को संपादित किया जाए ताकि वे कोलेस्ट्रॉल और ट्राइग्लिसराइड स्तर को कम कर सकें, जो ASCVD का मूल कारण है।

स्रोत: CRISPR Therapeutics

दुर्लभ रोग

CRISPR Therapeutics अन्य प्रमुख दुर्लभ रोगों, जैसे मांसपेशी डिस्ट्रॉफी (डुशेन की मांसपेशी डिस्ट्रॉफी – DMD और मायोटोनिक डिस्ट्रॉफी टाइप I – DM1) और सिस्टिक फाइब्रोसिस, में विस्तार करने की योजना बना रहा है।

ये रोग कंपनी के लिए अच्छे लक्ष्य हैं, क्योंकि अभी तक इन्हें ठीक नहीं किया गया है, और एक ही जीन की खराबी से उत्पन्न होते हैं। ये कुल मिलाकर कई लोगों को प्रभावित करते हैं, भले ही वे अभी भी “दुर्लभ रोग” हों:

• प्रति वर्ष 20,000 बच्चे DMD के साथ जन्म लेते हैं।
• DM1 के लिए हर 10,000 में 25 बच्चे।
• संयुक्त राज्य में केवल सिस्टिक फाइब्रोसिस से ग्रस्त 40,000 बच्चे और वयस्क।

हालांकि, ये कार्यक्रम अभी शुरुआती चरण में हैं और कंपनी के निवेशकों पर कई वर्षों बाद ही प्रभाव डालने की संभावना है।

कैंसर थेरेपी

कैंसर से लड़ने के लिए, CAR‑T नामक विधि का उपयोग किया जा सकता है। यह लिंफोसाइट (इम्यून सिस्टम के सफेद रक्त कोशिकाएँ) को जीनात्मक रूप से संशोधित करने पर आधारित है, ताकि वे कैंसर कोशिकाओं का पता लगाकर उन्हें नष्ट कर सकें। यह बड़े “प्रिसिजन थैरेपी” क्षेत्र का हिस्सा है, जिसे $4 ट्रिलियन का अवसर माना गया है।

स्रोत: Leukemia and Lymphoma Society

यह विधि जटिल जीन संपादन शामिल करती है, जहाँ लिंफोसाइट कोशिकाओं को अक्सर एक थेरेपी के लिए 4‑5 अतिरिक्त जीनों के साथ संपादित करना पड़ता है।

CRISPR Therapeutics तीन विभिन्न CAR‑T कार्यक्रमों का अनुसरण कर रहा है। लक्षित कैंसर प्रकार बहुत विविध हैं, रक्त कैंसर से लेकर किडनी, लिवर आदि के कैंसर तक।

स्रोत: CRISPR Therapeutics

कैंसर थेरेपी एक बहुत प्रतिस्पर्धी बाजार है, लेकिन जीन संपादन में CRISPR की विशेषज्ञता इसे मानक CAR‑T थेरेपी को सुधारने में बढ़त दे सकती है, विशेषकर उन कैंसरों के लिए जो वर्तमान उपचारों के प्रति प्रतिरोधी हैं।

डायबिटीज़ थेरेपी

यह CRISPR Therapeutics द्वारा विचार किया गया सबसे बड़ा बाजार है, और संभावित रूप से सबसे लाभदायक भी।

विचार यह है कि अग्न्याशय की कोशिकाओं को इस प्रकार संशोधित किया जाए कि वे इम्यून सिस्टम द्वारा नष्ट किए बिना इंसुलिन उत्पन्न कर सकें (टाइप‑1 डायबिटीज़ का मूल कारण)।

CRISPR पहले इस लक्ष्य को इस प्रकार हासिल करने की योजना बना रहा है कि संशोधित कोशिकाओं को एक मेडिकल डिवाइस में रखा जाए, जिसे रोगी में प्रत्यारोपित किया जाएगा, जिससे रोगी की अपनी कोशिकाओं से कृत्रिम अग्न्याशय बन सके। यह प्रक्रिया अब क्लिनिकल ट्रायल के चरण‑1 में है।

स्रोत: CRISPR Therapeutics

डिवाइस‑रहित उपचार के लिए एक अन्य रणनीति अलग प्रकार की जीन अभियांत्रिकी का उपयोग करेगी, जिससे इम्यून सिस्टम को पूरी तरह से टाला जा सके।

यह प्रोटोकॉल प्रारम्भ में Vertex Pharmaceuticals के साथ मिलकर विकसित किया गया था, लेकिन तब से Vertex ने इस परियोजना को अकेले CRISPR को संभालने का निर्णय लिया है। इसलिए वर्तमान में, कंपनी के पास 2 पूरी तरह स्वामित्व वाली डायबिटीज़ संभावित थेरेपी और Vertex के साथ एक पुरानी सहयोग है।

स्रोत: CRISPR Therapeutics

फिर भी, इस सहयोग ने 2023 में अग्रिम और माइलस्टोन भुगतान के रूप में $130M प्रदान किए, और अतिरिक्त अनुसंधान एवं विकास माइलस्टोन के लिए $160M संभावित राजस्व अभी भी शेष है। बाद में, यदि उपचार को अनुमोदन मिल जाता है, तो CRISPR भविष्य के उत्पाद पर रॉयल्टी भी एकत्र करेगा।

Vertex ने जनवरी 2024 में इस समझौते से बाहर निकलने का कारण यह हो सकता है कि वह अपने स्वयं के पूर्ण स्वामित्व वाले VX-264 प्रोग्राम को प्राथमिकता देता है, जो एक सुरक्षा डिवाइस का उपयोग करता है जो जीन संपादन या अन्य तरीकों से इम्यूनोसप्रेसिव थेरेपी की आवश्यकता को समाप्त कर देगा।

जीन संपादन तकनीक

थेरेपी के विकास के अलावा, CRISPR Therapeutics जीन संपादन क्षेत्र में नई बौद्धिक संपदा पर भी काम कर रहा है। इसमें लिपिड नैनोपार्टिकल्स (LNP) शामिल हैं, जो जीन संपादन को जिगर कोशिकाओं और अन्य अंगों में इन‑विवो थेरेपी के लिए डिलीवर करने के लिए उपयोग होते हैं, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया।

यह CRISPR‑X को भी शामिल करता है, एक उन्नत CRISPR‑Cas9 प्रणाली जो जीन को बदलने (बदलने) पर अधिक केंद्रित है, जिसमें गैर‑वायरल DNA डिलीवरी और सभी‑RNA सिस्टम शामिल हैं।

निष्कर्ष

CRISPR Therapeutics ने बायोटेक उद्योग मानकों के अनुसार तेज़ी से, एक महत्वाकांक्षी स्टार्ट‑अप से जो एक रोचक तकनीक के साथ स्थापित हुआ, एक नोबेल पुरस्कार विजेता वैज्ञानिक द्वारा स्थापित और नेतृत्व किया गया, एक सिद्ध नवाचारी उपचार विकसितकर्ता में बदल दिया है, जो पहले घातक और अचिकित्स्य रोगों के लिए है।

इस संदर्भ में, रक्त रोग के लिए CASGEVY की अनुमोदन संभवतः पहला कदम है, जिससे अन्य जीन रोगों में अधिक सफलता मिलने से कंपनी को उसके विशाल R&D बजट के बावजूद लाभ मिलेगा।

हालांकि, निवेशकों को तब ही बहुत लाभ होगा जब कंपनी कुछ अन्य बाजारों में, जैसे कि डायबिटीज़, कैंसर उपचार, या हृदय‑वाहिकीय रोगों के मूल कारणों में, गंभीर प्रगति कर सके।

सभी भविष्य के कार्यक्रमों में, CRISPR Therapeutics की नई उपचार को बाजार में लाने की गति एक निर्णायक कारक होगी। विशेषकर क्योंकि अन्य कंपनियां भी समान लक्ष्य का पीछा कर रही हैं; विशेष रूप से जेनिफर डौडना की Editas Medicine (EDIT ) जिसने CRISPR Therapeutics के “रेस जीतने” के बाद ex‑vivo SCD और बीटा‑थैलेसीमिया थेरेपी के अनुमोदन के कारण इन‑विवो संपादन की दिशा में मोड़ लेना पड़ा।

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