バイオテクノロジー

失明から肉代替品へ：CRISPR遺伝子編集は引き続き有望な成果を生み出す

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CRISPR革命

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) は、最近発見された遺伝子編集ツールです。非常に正確で指向的な遺伝子編集を可能にし、その発見者は 2020年ノーベル賞 を受賞しました。

最初に発見されたCRISPRシステムはCRISPR-Cas9で、以降多くの改良CRISPRシステムが発見または作成されています。CRISPRの技術的詳細については、当社の記事「What Is CRISPR-Cas12a2? & Why Does It Matter」をご覧ください。

CRISPRはゲノム革命の最前線にあり、これを用いた最初の遺伝子治療が血液疾患に対して承認されました。このテーマは「How CRISPR Companies Target Sickle Cell Anemia」で詳しく取り上げました。

ほぼ毎月、新しい革命的なCRISPR治療や応用が登場しているようです。最新のものは、希少な形態の失明を治すことです。

CRISPRで失明を治す？

“Gene Editing for CEP290-Associated Retinal Degeneration”という科学論文で、ハーバード医科大学、ペンシルベニア大学、ミシガン大学、マイアミ大学、オレゴン健康科学大学、ペレルマン医学校、そしてEditas Medicineの研究者らは、Leber Congenital Amaurosis（LCA）という疾患の治療で顕著な結果を得ました。

LCAは、生後最初の数か月で視力の低下を引き起こします。現在LCAに対する治療法はなく、米国で約5万人、世界で約18万人が罹患していると推定されています。

出典: Frontiers

After a break in 2022、 Editas Medicine (EDIT ) は2024年5月に、EDIT-101の臨床試験で14名の参加者の79％が実験的遺伝子治療を受けた後に測定可能な改善を示したと発表しました。

「私たちの試験参加者の一人が、電話を紛失した後に見つけられたことや、コーヒーマシンの小さなライトを見ることで稼働していることが分かるようになったことなど、いくつかの例を共有しました。

通常の視力を持つ人にとっては些細なことに思えるかもしれませんが、こうした改善は低視力の人々の生活の質に大きな影響を与える可能性があります。」 – Mark Pennesi, M.D., Ph.D. – Oregon Health & Science Universityの主任科学者

EDIT-101の次のステップ

治療の有効性が証明され、重大な副作用も見られなかったことから、次のステップは「理想的な投与量の決定、若年患者など特定の年齢層で治療効果がより顕著かどうかの検証、そして日常生活活動への影響を測定するための洗練されたエンドポイントの設定」です。

“我々は、この研究が同様の状態を持つ若年児への治療への道を開き、視力のさらなる改善につながることを期待しています。

この試験は、遺伝性疾患、特に遺伝性失明の治療において、遺伝子増強など従来の治療法が選択肢とならない場合に重要な代替治療を提供する画期的なものです。” – Tomas S. Aleman, M.D. – フィラデルフィア小児病院の小児眼科医

最新のCRISPRの進展

In‑Vivo CRISPRの到来

EDIT-101の結果は、血液疾患（鎌状赤血球症やベータサラセミア）に対して現在承認されているCRISPR治療で使用されている「ex‑vivo」手法とは異なる、「in‑vivo」アプローチの可能性を示しています。

（この初めて承認されたCRISPR治療については、当社の記事「Sickle Cell Disease Gene Therapies Approved by FDA Highlighting Potential of CRISPR/Cas9 Technologies」で詳しく取り上げました。）

先天性失明の治療は、このような治療の始まりに過ぎないかもしれず、他にも有望な結果が報告されています：

  • 2024年1月、先天性難聴で生まれた11歳の少年の治療に成功し、世界初の成果が確立されました。この臨床試験はEli Lilly(LLY)と同社が所有する小規模バイオテクノロジー企業Akouosによって実施されました。CRISPRを用いた難聴の治療は、当社の記事「Hearing Restored in Deaf Children in Gene Therapy Clinical Trial」で取り上げました。
    • 他にも同様の試験が進行中で、2件は中国でOtovia TherapeuticsとShanghai Refreshgene Therapeuticsの支援を受け、1件はRegeneron（REGN）とDecibel Therapeuticsによるものです。
  • Excision BioのEBT-101療法（ヒト免疫不全ウイルス（HIV）対象）は、最初の肯定的な試験結果（安全性プロファイル）を得ており、ヒト細胞のゲノムから統合レトロウイルスを除去することを目指して治療評価を開始しようとしています。
  • Verve Therapeutics は、心血管疾患を対象とした2つのin‑vivo遺伝子治療、VERVE-101とVERVE-102を開発中です。
    • 同社の技術はベースエディティングに依存しており、従来のCRISPR遺伝子編集よりも安全性が高く、またはより強力なオプションとなり得ます。
  • ベースエディティングは以前「Gene Editing: CRISPR Therapeutics vs. Beam Therapeutics (CRSP ) 」で取り上げました。ベースエディティングのもう一つのリーダーであるBeam Therapeuticsも進展しています。
    • Beam Therapeuticsは、ベースエディティングを用いてCAR‑T細胞を編集し、T細胞急性リンパ性白血病（T‑ALL）およびT細胞リンパ性リンパ腫（T‑LL）の治療を目指しています。

他にもCRISPRを癌治療に活用しようとする企業があり、CRISPR Therapeutics、Ginkgo Bioworks Holdings (DNA ) 、Editas Medicine、Caribou Biosciences (CRBU ) 、Intellia Therapeutics (NTLA ) が挙げられます。このテーマは当社の記事「How Can CRISPR Be Used to Treat Cancer」でさらに詳しく取り上げています。

医療以外のCRISPR

CRISPRが患者の体を安全に改変できるのであれば、食物を変更することも安全です。例えば、キノコから作られ、肉のような味と食感を持つ代替肉を作ることに利用でき、これは「Using CRISPR-Cas9 to Gene Hack Edible Mycelium Into Meat Substitutes.」で取り上げました。

「CRISPR Beyond Human Health: The New Investing Frontier for Gene Editing」では、CRISPRが植物の改変にも利用され、より制御された遺伝子改変により新しい作物品種の創出、農薬や除草剤の使用削減、あるいはより効率的な藻類バイオ燃料の開発が可能になることを説明しました。

また、より多くの家畜製品の創出や、植物や動物を人間用医薬品、移植可能な臓器、有機スパイスや香料などを生産するバイオファクトリーに変えることも可能です。

CRISPRは、Colossal Laboratories & Biosciencesが凍結DNAからマンモスを再現しようとしているように、絶滅した種を“復活”させることにも利用できる可能性があります。

新技術の活用

データの増加

バイオテクノロジー革新の一端は、他の科学分野における技術的進歩です。

遺伝科学への最初のブーストは、安価な大量ゲノムシーケンシングの台頭であり、これは「Illumina vs Pacific Bioscience: Choosing the Next Generation Genome Sequencing Company」で取り上げました。

より正確な分析ツールも成熟しつつあり、特に空間生物学（「Spatial Biology: Nanostring vs 10x Genomics (TXG ) 」）や、プロテオミクス、トランスクリプトミクス、メタボロミクスなど多くの-オミクスが統合されたマルチオミクス解析（「Multiomics Are The Next Step In Biotechnology」）が挙げられます。

AIでデータ管理

医療史上最も長い間、体内で何が起きているかについての良質なデータを得ることは困難な課題でした。

新しい分析ツールの氾濫により、医療科学は逆の問題に直面しています：処理しきれないほど大量で複雑なデータが溢れ、ほぼ理解不可能な状態です。私たちはこのテーマを記事「Advances in AI and CRISPR Technologies To Expedite Our Understanding of Genetic Diseases」で多くの例を挙げて検討しました。

DeepCRISPR、CRISTA、DeepHFなどのAIツールは、特定の標的配列に対するガイドRNAの設計に使用されています。最適なガイドRNAを予測する際には、ゲノムコンテキスト、望ましい変異タイプ、オンターゲットスコア、オフターゲットスコア、予測されるオフターゲット部位、そして遺伝子編集が機能に与える可能性のある影響など、複数の要因が考慮されます。

AIモデルはさらに、ベースエディティング（DNAの特定部分の配列を標的的に変更）、プライムエディティング（検索・置換型編集）、エピゲノムエディティング（DNA上の分子マーカーの付加・除去）など、さまざまなゲノム編集技術の最適化を支援し、ドナーDNAテンプレートに依存せずにDNA配列を正確かつプログラム可能に変更できるようにします。

最も重要なのは、これらのツールが製薬業界が閉鎖的に保有する専有ソフトウェアに限定されないことです。

代わりに、CRISPR遺伝子編集を最適化する新しいAIツールはオープンソース形式で公開されており、これは「AI-Enabled Gene-Editing Made Possible with ‘OpenCRISPR-1」で取り上げました。

CRISPR企業

1. CRISPR Therapeutics

CRSP 価格チャート

CRISPR Therapeutics を際立たせているのは、創業者のオールスター・チームであり、特にCRISPR‑Cas9技術の重要なメカニズムを明らかにした先駆的研究で知られるエマニュエル・シャルパンティエ博士が含まれます。彼女の業績は数々の賞で称賛されており、Life Science部門のBreakthrough Prizeも受賞しています。

CRISPR Therapeuticsは、血液疾患、癌、糖尿病、その他の疾患の治療を目的とした、効率的かつ多用途なCRISPR/Cas9遺伝子編集プラットフォームを開発しています。

彼らが最初に進めていた治療は、血液疾患であるβ‑サラセミアと鎌状赤血球症を対象としたものです。

現在、商業名Casgevyで承認され、両方の適用が可能です。同社のB細胞悪性腫瘍を対象とした最初の同種CAR‑Tプログラムも臨床試験中です。

鎌状赤血球症は市場規模が比較的小さい疾患ですが、技術が成熟すれば他の疾患ベクターへの応用が可能です。

承認されたCRISPR治療を持つ最初の企業として、CRISPR Therapeuticsは技術からの正のキャッシュフローを最初に生み出し、さらに応用を拡大する有利な立場にあります。

この卓越した実績により、CRISPR治療で遅れを取り戻そうとする他の製薬会社にとって、同社は選ばれるパートナーになる可能性が高いです。

2. Ginkgo Bioworks Holdings, Inc.

DNA 価格チャート

同社は特定の用途向けにオンデマンドで生物体を生産しています。多数の研究プログラムとパートナーシップにより、用途を広く多様化しています：

これらの多くの改変はCRISPRや類似の遺伝子編集技術に依存しており、特に同社のCAR‑Tがん細胞療法が挙げられます。

細胞工学の即応プラットフォームを提供することで、Ginkgoはバイオテック業界の主要なサービスプロバイダーとなり、製薬業界を超えて農業、バイオセキュリティ、産業化学プロセスにも進出しています。専門知識と迅速さを提供し、研究プロジェクトに必要な固定費や設備投資の削減に貢献できます。

これは、同社が過去数年間にわたって抱えてきた非常に多様な顧客とパートナーの数からも明らかです。

遺伝子編集と細胞工学技術に投資したい投資家にとって魅力的な銘柄ですが、特定の単一アプリケーションに限定されているわけではありません。これは成長志向の投資家にとっても一般的に興味深いです。

CRISPR企業の大多数はヒト医療と遺伝性疾患に焦点を当てており、Ginkgoには農業、バイオエンジニアリング、エネルギー、バイオ製品（カンナビノイドを含む）での機会が残されています。遺伝データセット、遺伝子編集ツール、AI（オープンソースを含む）の急速な拡大と相まって、これはGinkgo Bioworksにとって大きなチャンスとなり得ます。

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ジョナサンは元生化学研究者で、遺伝子解析と臨床試験に従事していました。現在は株式アナリスト兼ファイナンスライターとして、イノベーション、市場サイクル、地政学に焦点を当て、彼の出版物『The Eurasian Century』で執筆しています。