Gentherapie: Innovaties Ontgrendelen in Kankerbehandeling, Detectie en Geneesmiddelenontwikkeling

De geschiedenis van het gebruik van genen als hulpmiddel om mensen te behandelen gaat bijna vijf decennia terug, wat een cruciaal moment in de medische wetenschap markeert. 

In 1972 werd het concept van gentherapie voor het eerst beschouwd als een vorm van behandeling. Dit baanbrekende idee werd geïntroduceerd in een artikel getiteld “Gene therapy for human genetic disease?” gepubliceerd in het tijdschrift Science en geschreven door T Friedman en R Roblin.

In dat artikel beweerden de auteurs dat “gene therapy may ameliorate some human genetic diseases in the future.” Ze riepen op tot voortgezet onderzoek “directed at the development of techniques for gene therapy.” Deze oproep tot onderzoek markeerde het begin van een nieuw tijdperk in de genetische geneeskunde.

Inderdaad, het duurde nog eens 18 jaar voordat de eerste gentherapie‑proef op mensen plaatsvond in 1990. Deze proef was een belangrijke stap vooruit en effende de weg voor verdere ontwikkelingen. In 2003 werd een andere belangrijke mijlpaal bereikt met de voltooiing van het Human Genome Project.

Gelanceerd in oktober 1990 en voltooid in april 2003, wordt het Human Genome Project beschouwd als een van de grootste wetenschappelijke prestaties in de menselijke geschiedenis voor het genereren van de eerste sequentie van het menselijk genoom. 

Op dit pad van wetenschappelijke vooruitgang werd een andere mijlpaal bereikt toen China de eerste gentherapie goedkeurde voor de behandeling van hoofd- en nekkankers.

Aangezien deze ontwikkeling het begin markeert van de behandelingsmogelijkheden die we hier bespreken, laten we dit in meer detail bekijken. 

Het eerste goedgekeurde gentherapieproduct voor kanker

In 2003 keurde de China Food and Drug Administration (CFDA) Gendicine goed, een recombinante menselijke p53-adenovirus, ontwikkeld door Shenzhen SiBino GeneTech Co. Ltd. Het kwam op de commerciële markt als een gentherapieproduct voor de behandeling van hoofd- en nekkanker. De therapie is ontworpen voor toediening via minimaal invasieve intratumorale injectie evenals via intracavitaire of intravasculaire infusie. 

Een wetenschappelijke review die de prestaties van de therapie gedurende de eerste 12 jaar onderzocht, vond dat het bedrijf 41 batches Gendicine en 169.571 flessen had geproduceerd. Indrukwekkend kon de therapie worden toegediend zonder serieuze bijwerkingen, behalve een door het vector geassocieerde voorbijgaande koorts bij 50‑60 % van de patiënten die slechts enkele uren aanhield. 

Achtereenvolgende gentherapie‑proeven

Na China’s succesvolle toepassing van de gentherapie‑proef gingen de ontwikkelingen door. In 2005 begon de eerste gentherapie‑proef voor hemofilie B met gebruik van AAV‑vectortechnologie. 

AAV‑vectoren dienen als bio‑engineerde hulpmiddelen om genetisch materiaal veilig naar getroffen weefsels en cellen te transporteren en af te leveren met behulp van een niet‑omhulde virus. Vervolgens keurde de Verenigde Staten in 2017 de eerste gentherapie goed voor een genetische ziekte die bekend staat om blindheid te veroorzaken. 

Met verdere wetenschappelijke vooruitgang in dit veld is het duidelijk dat gen‑gebaseerde behandelingen nieuwe horizonten zullen openen voor de behandeling van kwaadaardige aandoeningen die net zo ernstig zijn als die veroorzaakt door verschillende vormen van kanker. 

Maar voordat we dieper op dit gebied ingaan, is het essentieel te weten wat verschillende termen gerelateerd aan gen‑gebaseerde therapie betekenen, waaronder genetische engineering, genoom, genomica en genoomsequencing. 

Wat is genetische engineering?

Het National Human Genome Research Institute definieert genetische engineering als een proces dat “uses laboratory-based technologies to alter the DNA makeup of an organism.” 

Het wijzigen van de DNA‑samenstelling kan op verschillende manieren gebeuren, met een scala aan technieken. Het kan een enkel basenpaar veranderen, een heel DNA‑gebied verwijderen en vervangen door een nieuw segment, of zelfs tussen soorten werken waarbij een gen van de ene soort in een organisme van een andere soort wordt geïntroduceerd. Deze veelzijdigheid van genetische engineering heeft het tot een essentieel hulpmiddel gemaakt voor aanbieders van kankertherapie‑oplossingen.

Wat is genomica?

Genomica is de studie van genen en richt zich op het begrijpen hoe alle genen van een persoon met elkaar en met de omgeving van die persoon interageren. Dit vakgebied omvat een diepgaande studie van verschillende componenten, waaronder DNA, cellen, histonen, nucleosomen en chromosomen. De term ‘genomics’ is afgeleid van ‘genoom’, dat verwijst naar de volledige set DNA van een organisme. Elke cel in het menselijk lichaam bevat een volledige kopie van bijna 3 miljard DNA‑basenparen.

Klik hier om alles te leren over investeren in genomica en CRISPR.

Wat is genoomsequencing?

Genomen zijn genetische codes die helpen om het ene organisme van het andere te onderscheiden. Net zoals elke mens verschillende vingerafdrukken heeft, heeft elk organisme een unieke genetische code. Daarom helpt genoomsequencing bij het herkennen van de unieke identificatiepatronen voor elk afzonderlijk organisme, of het nu een bacterie, plant of zoogdier is.

Vier hoofdcomponenten vormen samen het genoomsequencingproces als een geheel: 

• DNA-scheuren
• DNA-barcodering
• DNA-sequencing
• Analyseren van de gegevens

Met al deze door de jaren heen ontwikkelde gen‑analyse‑instrumenten heeft de wetenschappelijke en medische gemeenschap veel succes behaald bij de behandeling van levensbedreigende aandoeningen, waaronder kanker. In de volgende segmenten zullen we zien hoe gen‑gebaseerde manoeuvres ons leiden in onze inspanningen voor kankerdetectie en -behandeling. 

De Dreiging van Kanker: De Keizer van Alle Ziekten

De in India geboren Amerikaanse arts en oncoloog Siddhartha Mukherjee noemde kanker treffend de keizer van alle ziekten in zijn boek uit 2010, een beschrijving die nog steeds treffend is gezien de impact van de ziekte. Deze gedachte weerklinkt in de American Cancer Society schat dat er in 2022 bijna twee miljoen nieuwe kankergevallen en meer dan 600.000 kankerdoden in de VS alleen waren.

Volgens een andere studie uit 2020 was longkanker de belangrijkste oorzaak van kankerdood wereldwijd, met een geschatte 1,8 miljoen sterfgevallen (18%), gevolgd door colorectale (9,4 %), lever (8,3 %), maag (7,7 %) en vrouwelijke borstkanker (6,9 %). 

In een zorgwekkender opmerking voorspelde de studie een stijging van 47 % van de wereldwijde kankerlast ten opzichte van het niveau van 2020. Het projecteerde 28,4 miljoen gevallen in 2040, meer dan 9 miljoen meer dan de 19,3 miljoen gevallen die in 2020 werden waargenomen.

De cijfers schetsen een ernstig beeld, en het is essentieel om innovatieve inspanningen voor vroege kankerdetectie te versterken zodat artsen voldoende tijd hebben om de onderliggende oorzaken aan te pakken en te genezen. Veelbelovend is dat meerdere gen‑gebaseerde inspanningen positieve resultaten hebben opgeleverd in die richting. 

Bedrijven die genoomsequencing gebruiken voor kankerdetectie en -behandeling

1. SeekInCare

SeekInCare, een oplossing van SeekIn Inc., is een bloedgebaseerde multi‑kanker detectietest die meer dan twintig kankertypen kan detecteren. Deze geavanceerde oplossing maakt gebruik van whole‑genome sequencing van cell‑free DNA, een technologie die centraal staat in haar diagnostische vermogen. 

Zoals gedefinieerd door de Centers for Disease Control and Prevention, is whole‑genome sequencing een laboratoriumprocedure om de volgorde van basen in het genoom van een organisme te bepalen. Nucleotidebasen vormen de unieke genetica van een organisme. 

De onderzoekers onderzochten de effectiviteit van de test bij 617 kankerpatiënten en behaalden opmerkelijke resultaten. Ze konden 404 van hen identificeren, met een sensitiviteitspercentage van 65,5 % en een specificiteit van 97,9 %. De resultaten toonden aan dat hoe hoger het kankerstadium, hoe hoger de sensitiviteit van de test. Terwijl het 46,9 % was voor stadium I, steeg dit percentage tot 81,8 % voor stadium IV.

In een prospectieve real‑world studie uitgevoerd bij 1203 patiënten bood de test een sensitiviteit van 60,0 % en een specificiteit van 96,1 %.

Opgericht begin 2018, is SeekIn Inc. een biotechbedrijf dat zich richt op vroege detectie van bloed‑gebaseerde pan‑kanker. Het gelooft dat vroege detectie van kanker kan leiden tot een verlaging van de sterftecijfers met 15 %.

Naast SeekInCare heeft het ook oplossingen zoals SeekInCure en SeekIn Clarity. SeekInCure monitort kankerrecidief en evalueert het risico voor postoperatieve kankerpatiënten. En om zijn doel te bereiken, vertrouwt de oplossing op het monitoren van de variatie van het kankergenoom in het cell‑free DNA van de patiënten.

SeekInClarity helpt bij het monitoren van de behandelingsrespons. Door te doen wat het beoogt, kaart SeekInClarity het panoramische kankergenoom in kaart met behulp van shallow whole‑genome sequencing (sWGS) data.

Met het hoofdkantoor in China is SeekIn een particuliere onderneming en ontving in 2018 angel‑financiering van Green Pine Capital Partners en nog een investeerder. Het financieringsbedrag is niet bekendgemaakt. 

2. Editas Medicines

Editas Medicine (EDIT ) maakt gebruik van gen‑editing om medicijnen te ontwikkelen voor kanker en andere ernstige ziekten. Zijn SLEEK gen‑editingsmethoden helpen bij het ontwikkelen van de volgende generatie celtherapiemedicijnen voor kanker. Editas beschikt over zijn eigen gepatenteerde AsCas12a‑nuclease, waarmee het een hoge efficiëntie en multi‑transgeen knock‑in kan leveren in geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs), T‑cellen en natural killer (NK)‑cellen. 

Onlangs publiceerde Editas zijn Q3‑2023‑resultaten, die inzicht geven in de financiële prestaties van het bedrijf gedurende deze periode. Voor de drie maanden die eindigden op 30 september 2023 noteerde het bedrijf meer dan US$5 miljoen aan samenwerking‑ en andere onderzoeks‑ en ontwikkelingsinkomsten. Daarnaast bedroeg de omzet voor de negen maanden die eindigden op 30 september 2023 meer dan US$18 miljoen.

3. Beam Therapeutics

In december 2022 heeft de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) de klinische hold opgeheven en de Investigational New Drug (IND)‑aanvraag voor BEAM-201 goedgekeurd om terugkerende/resistente T‑cel acute lymfoblaste leukemie (T‑ALL)/T‑cel lymfoblastisch lymfoom (T‑LL) te behandelen. Beam‑201 was een anti‑CD7, multiplex‑ge‑editteerde, allogene chimerische antigeenreceptor‑T‑cel ontwikkelingskandidaat van Beam Therapeutics (BEAM ), bekend om het ontwikkelen van precisiemedicijnen via base‑editing.

Voor de drie maanden die eindigden op 30 september 2023 registreerde Beam Therapeutics Inc. licentie‑ en samenwerkingsinkomsten van meer dan US$17 miljoen. Voor de negen maanden die eindigden op 30 september 2023 bedroeg de omzet van het bedrijf meer dan US$61 miljoen, een aanzienlijke stijging ten opzichte van bijna US$41 miljoen die werd verdiend in de eerste negen maanden van 2022.

Naast bekende beursgenoteerde bedrijven zoals Beam en Editas die genetisch gemodificeerde oplossingsproeven voor kanker uitvoeren, is er ook wetenschappelijk en organisatorisch onderzoek gaande. Velen beloven opwindende kansen te openen voor een aanzienlijke genezing of vermindering van de dreiging van kanker in de toekomst.

Klik hier om te zien hoe Beam Therapeutics zich verhoudt tot een andere toonaangevende gen‑editingsspeler CRISPR Therapeutics. (CRSP )

Een vroege detectiemethode voor alvleesklierkanker

Een team van onderzoekers uit de Verenigde Staten, China, Zuid‑Korea en Japan heeft een biomarker‑panel ontwikkeld en getest dat in staat is kleine hoeveelheden RNA‑genetisch materiaal te detecteren dat afkomstig is van alvleesklierkankercellen en in de bloedbaan circuleert. Deze worden circulairRNA of circRNA genoemd. 

De onderzoekers hebben genome‑wide expressie‑profileringmethoden gebruikt om een uitgebreide beoordeling van patiëntmonsters uit te voeren, wat leidde tot de ontdekking van alvleesklierkanker‑biomarkers op basis van circRNA. Het zou helpen alvleesklierkankertumoren te onderscheiden van normaal weefsel bij patiënten in een vroeg stadium. Volgens de studie vertoonde de test “exhibited robust diagnostic accuracy.”

Erkut Borazanci, MD, onderzoeksdirecteur van de Cancer Research Division bij HonorHealth Research Institute, lichtte de betekenis van de methode verder toe. Hij zei:

“Wanneer alvleesklierkanker vroeg wordt opgespoord, is de overlevingskans veel groter dan wanneer het in een gevorderd stadium wordt gediagnosticeerd. Daarom is er een grote behoefte aan het ontwikkelen van nieuwe methoden om alvleesklierkanker te detecteren.” 

Deze methode is de juiste stap richting het ontwikkelen van zo’n nieuwe methode.

Gen‑gebaseerde ontdekkingen en de toekomst van kankerbehandeling

Ongetwijfeld staan genen centraal in ons fysiologische bestaan, wat de complexiteit en het belang van genetisch onderzoek onderstreept. Werken met genen vereist daarom geavanceerde methoden. Maar wanneer ze zorgvuldig worden toegepast, hebben benaderingen zoals genetische engineering, genoomsequencing en andere gen‑gebaseerde therapieën het potentieel om ons in aanzienlijke mate te bevrijden van het risico op kanker.

Het gaat echter niet alleen om genezing, want het helpt ook veel kankers vroegtijdig te detecteren. En vroege detectie is vaak wat helpt kanker bij de bron uit te roeien. 

Om gentherapie‑gedreven behandelingen op de lange termijn succesvoller te laten worden, moeten ze enkele uitdagingen aanpakken. Ze moeten zich richten op uitdagingen met betrekking tot monsters, uitdagingen specifiek voor next‑generation sequencing, en de sequencing van een niet‑maligne comparator. Computationele analyses en variantinterpretatie kunnen ook obstakels vormen. 

Deze uitdagingen kunnen echter efficiënt worden aangepakt met innovatief onderzoek en samenwerkingsinspanningen tussen onderzoeksinstituten, artsen en oncologen, zorgcentra en farmaceutische fabrikanten. De behandeling mag de niet‑kankergebieden niet aantasten en mag geen fysiologische veranderingen introduceren die op de lange termijn schadelijk kunnen blijken, zelfs als de kanker op korte termijn wordt genezen. 

In de komende dagen kunnen we verwachten dat er meer R&D‑fondsen naar het gebied van gen‑gebaseerde therapieën voor kanker stromen, waarbij de farmaceutische industrie wereldwijd naar verwachting meer zal investeren. Dit is cruciaal omdat de reikwijdte aanzienlijk groot is en we schaalbare en veilige oplossingen nodig hebben. 

Klik hier voor de lijst van de vijf beste genoomsequencingbedrijven.