Gentherapi: Å låse opp innovasjoner innen kreftbehandling, -deteksjon og legemiddelforskning

Historien om å bruke gener som et verktøy for å behandle mennesker går tilbake nesten fem tiår, og markerer et vendepunkt i medisinsk vitenskap. 

I 1972 ble konseptet gentherapi først vurdert som en behandlingsform. Denne banebrytende ideen ble introdusert i en artikkel med tittelen “Gene therapy for human genetic disease?” publisert i tidsskriftet Science og skrevet av T Friedman og R Roblin.

I den artikkelen hevdet forfatterne at “gentherapi kan forbedre noen menneskelige genetiske sykdommer i fremtiden.” De oppfordret til fortsatt forskning “rettet mot utvikling av teknikker for gentherapi.” Denne oppfordringen til forskning markerte begynnelsen på en ny æra innen genetisk medisin.

Faktisk tok det ytterligere 18 år før den første gentherapiundersøkelsen på mennesker fant sted i 1990. Denne studien var et betydelig fremskritt og banet vei for videre utvikling. I 2003 ble et annet viktig milepæl nådd med fullføringen av Human Genome Project. 

Startet i oktober 1990 og fullført i april 2003, anses Human Genome-prosjektet som en av de største vitenskapelige prestasjonene i menneskehetens historie for å ha generert den første sekvensen av det menneskelige genomet. 

Etter denne vitenskapelige fremdriften ble et nytt milepæl nådd da Kina godkjente den første gentherapien for behandling av hode- og nakkekreft.

Siden denne utviklingen markerer begynnelsen på behandlingsmulighetene vi diskuterer her, la oss se nærmere på dette. 

Det første godkjente gentherapiproduktet for kreft

I 2003 godkjente China Food and Drug Administration (CFDA) Gendicine, et rekombinant humant p53-adenovirus utviklet av Shenzhen SiBino GeneTech Co. Ltd. Det kom på det kommersielle markedet som et gentherapiprodukt for å behandle hode- og nakkekreft. Terapien er designet for levering via minimalt invasiv intratumoral injeksjon samt gjennom intracavital eller intravaskulær infusjon. 

En vitenskapelig gjennomgang som undersøkte terapiets ytelse de første 12 årene, fant at selskapet hadde produsert 41 batcher av Gendicine og 169,571 flasker. Imponerende var at terapien kunne leveres uten alvorlige bivirkninger, bortsett fra en vektorassosiert forbigående feber hos 50-60% av pasientene som varte bare noen timer. 

Påfølgende gentherapiundersøkelser

Etter Kinas vellykkede gjennomføring av gentherapiundersøkelsen fortsatte fremskrittene. I 2005 startet den første gentherapiundersøkelsen for hemofili B ved bruk av AAV-vektorteknologi. 

AAV-vektorer fungerer som bioingeniørte verktøy for å transportere og levere genetisk materiale trygt til berørte vev og celler ved hjelp av et ikke-innkapslet virus. Deretter, i 2017, godkjente USA den første gentherapien for en genetisk sykdom som er kjent for å ha forårsaket blindhet. 

Med ytterligere vitenskapelige fremskritt som skal gjøres på dette feltet, er det åpenbart at genbaserte behandlinger vil åpne nye horisonter for å behandle maligniteter så alvorlige som de som forårsakes av ulike former for kreft. 

Men før vi går dypere inn i dette området, er det viktig å vite hva ulike genbaserte terapirelaterte begreper betyr, som inkluderer genetisk engineering, genom, genomikk og genomsekvensering. 

Hva er genetisk engineering?

National Human Genome Research Institute definerer genetisk engineering som en prosess som “bruker laboratoriebaserte teknologier for å endre DNA-sammensetningen til en organisme.” 

Endring av DNA-sammensetningen kan skje på ulike måter, og omfatter et spekter av teknikker. Det kan endre et enkelt basepar, slette en hel region av DNA for å erstatte den med et nytt segment, eller til og med operere mellom arter hvor et gen fra én art introduseres i en organisme av en annen art. Denne allsidigheten i genetisk engineering har gjort det til et viktig verktøy i hendene på leverandører av kreftterapiløsninger.

Hva er genomikk?

Genomikk er studiet av gener og fokuserer på å forstå hvordan alle en persons gener samhandler med hverandre og med personens miljø. Dette feltet innebærer en grundig studie av ulike komponenter, inkludert DNA, celler, histoner, nukleosomer og kromosomer. Begrepet ‘genomikk’ er avledet fra ‘genom’, som refererer til en organismes komplette DNA-sett. Hver celle i menneskekroppen er bemerkelsesverdig for å inneholde en fullstendig kopi av nesten 3 milliarder DNA-basepar.

Klikk her for å lære alt om investering i genomikk og CRISPR.

Hva er genomsekvensering?

Genomer er genetiske koder som hjelper med å skille én organisme fra en annen. Akkurat som hvert menneske har ulike fingeravtrykk, har alle organismer en unik genetisk kode. Derfor hjelper genomsekvensering med å gjenkjenne de unike identifikasjonsmønstrene for hver distinkte organisme, enten det er en bakterie, plante eller pattedyr. 

Fire hovedkomponenter utgjør sammen genomsekvensering som en helhetlig prosess: 

• DNA-fraksering
• DNA-barkoding
• DNA-sekvensering
• Analyse av dataene

Med alle disse genundersøkelsesverktøyene som er utviklet gjennom årene, har det vitenskapelige og medisinske fellesskapet oppnådd stor suksess i behandlingen av livstruende tilstander, inkludert kreft. I de neste segmentene vil vi se hvordan genbasert manøvrering leder oss i våre innsatsområder for kreftdeteksjon og -behandling. 

Kreftens trussel: Keiseren av alle plager

Den indiskfødte amerikanske legen og onkologen Siddhartha Mukherjee kalte treffende kreft for keiseren av alle plager i sin bok fra 2010, en beskrivelse som fortsatt er gripende gitt sykdommens påvirkning. I tråd med dette synspunktet, estimerer at nesten to millioner nye krefttilfeller og mer enn 600 000 kreftdødsfall ble opplevd i USA alene i 2022. 

Ifølge en annen 2020-studie var lungekreft den ledende årsaken til kreftdødsfall globalt, med anslåtte 1,8 millioner dødsfall (18 %), etterfulgt av tykktarmskreft (9,4 %), leverkreft (8,3 %), magekreft (7,7 %) og brystkreft hos kvinner (6,9 %). 

På et mer bekymringsfullt notat forutsa studien en 47 % økning i den globale kreftbyrden sammenlignet med nivåene i 2020. Den projiserte 28,4 millioner tilfeller i 2040, mer enn 9 millioner flere enn de 19,3 millioner tilfellene som ble observert i 2020. 

Tallene maler et dystert bilde, og det er viktig å styrke innovative innsatsområder for tidlig påvisning av kreft slik at leger får nok tid til å adressere de underliggende årsakene og kurere dem. Lovende er at flere genbaserte tiltak har gitt positive resultater i den retningen. 

Selskaper som utnytter genomsekvensering for kreftdeteksjon og -behandling

1. SeekInCare

SeekInCare, en løsning fra SeekIn Inc., er en blodbasert multikreftdeteksjonstest som kan oppdage mer enn tjue krefttyper. Denne avanserte løsningen utnytter helgenomsekvensering fra cellefri DNA, en teknologi som er sentral for dens diagnostiske evne. 

Som definert av Centers for Disease Control and Prevention, er helgenomsekvensering en laboratorieprosedyre for å bestemme rekkefølgen av baser i genomet til en organisme. Nukleotidbaser er det som utgjør den unike genetikken til en organisme. 

Forskerne undersøkte testens effektivitet på 617 kreftpasienter og oppnådde bemerkelsesverdige resultater. De klarte å identifisere 404 av dem, med en sensitivitet på 65,5 % og en spesifisitet på 97,9 %. Resultatene viste at jo høyere kreftstadium, jo høyere var testens sensitivitet. Mens den var 46,9 % for stadium I kreft, økte den til 81,8 % for stadium IV kreft.

I en prospektiv real-world studie utført blant 1203 pasienter, ga testen en sensitivitet på 60,0 % og en spesifisitet på 96,1 %.

Stiftet tidlig i 2018, er SeekIn Inc. et bioteknologiselskap som fokuserer på tidlig påvisning av blodbasert pan-kreft. De tror at tidlig påvisning av kreft kan føre til en redusert dødelighetsrate med 15 %.

I tillegg til SeekInCare har de også løsninger som SeekInCure og SeekIn Clarity. SeekInCure overvåker krefttilbakefall og vurderer risikoen for pasienter etter kreftkirurgi. For å oppfylle sitt mål, baserer løsningen seg på å overvåke variasjonen i kreftgenomet i pasientenes cellefrie DNA.

SeekInClarity hjelper med overvåking av behandlingsrespons. Ved å oppnå det den satte seg fore, kartlegger SeekInClarity det panoramiske kreftgenomet ved hjelp av grunt helgenomsekveningsdata (sWGS).

Selskapet har hovedkontor i Kina, SeekIn er et privat eid selskap og mottok engelfinansiering fra Green Pine Capital Partners og en annen investor i 2018. Finansieringsbeløpet er ikke oppgitt. 

2. Editas Medicines

Editas Medicine (EDIT ) utnytter genredigering for å utvikle medisiner for kreft og andre alvorlige sykdommer. Dens SLEEK genredigeringsmetoder hjelper med å utvikle neste generasjon av celleterapimedisiner for kreft. Editas har sin proprietære konstruerte AsCas12a-nuklease, som gjør det mulig å levere høy effektivitet, multi-transgen innsetting i inducerte pluripotente stamceller (iPSCs), T-celler og naturlige drepeceller (NK-celler). 

Nylig publiserte Editas sine Q3 2023-resultater, som gir innsikt i selskapets økonomiske ytelse i denne perioden. For de tre månedene som avsluttet 30. september 2023, registrerte selskapet mer enn 5 millioner USD i samarbeid og andre forsknings- og utviklingsinntekter. I tillegg, for de ni månedene som avsluttet 30. september 2023, var inntektene på mer enn 18 millioner USD.

3. Beam Therapeutics

I desember 2022 opphevet US Food and Drug Administration (FDA) den kliniske sperren og godkjente søknaden om Investigational New Drug (IND) for BEAM-201 for behandling av tilbakevendende/resistent T-celle akutt lymfoblastisk leukemi (T-ALL)/T-celle lymfoblastisk lymfom (T-LL). Beam-201 var en anti-CD7, multiplex-redigert, allogen chimerisk antigenreseptor T-celle utviklingskandidat fra Beam Therapeutics (BEAM ), kjent for å utvikle presisjonsgenmedisiner gjennom base-redigering. 

For de tre månedene som avsluttet 30. september 2023, registrerte Beam Therapeutics Inc. lisens- og samarbeidsinntekter på mer enn 17 millioner USD. For de ni månedene som avsluttet 30. september 2023, var selskapets inntekter på mer enn 61 millioner USD, en betydelig økning fra nesten 41 millioner USD tjent i de første ni månedene av 2022. 

I tillegg til velkjente børsnoterte selskaper som Beam og Editas som utfører genetisk konstruerte løsningsforsøk for kreft, pågår også akademisk og organisatorisk forskning. Mange av dem lover å åpne spennende muligheter for betydelig å kurere eller redusere krefttrusselen i fremtiden. 

Klikk her for å se hvordan Beam Therapeutics sammenlignes med en annen ledende genredigeringsaktør, CRISPR Therapeutics. (CRSP )

En tidlig påvisningsmetode for bukspyttkjertelkreft

Et team av forskere fra USA, Kina, Sør-Korea og Japan har utviklet og testet et biomarkørpanel som kan oppdage små mengder RNA-genetisk materiale som slippes fra bukspyttkjertelkreftceller og sirkulerer i blodstrømmen. Disse kalles circularRNA eller circRNA. 

Forskerne har utnyttet genom-omfattende uttrykksprofilering for å gjennomføre en omfattende gjennomgang av pasientprøver, noe som førte til oppdagelse av bukspyttkjertelkreft-biomarkører basert på circRNA. Dette vil hjelpe med å skille bukspyttkjertelkreftsvulster fra normale vevsprøver i kroppen til pasienter med tidlig stadium bukspyttkjertelkreft. Ifølge studien viste testen «robust diagnostisk nøyaktighet». 

Erkut Borazanci, MD, forskningsdirektør for Cancer Research Division ved HonorHealth Research Institute, utdypet betydningen av metoden videre. Han sa:

“Når bukspyttkjertelkreft oppdages tidlig, er sjansen for overlevelse mye større enn når den diagnostiseres i et avansert stadium. Derfor er det et stort behov for å utvikle nye metoder for å oppdage bukspyttkjertelkreft.” 

Denne metoden er det rette steget mot å utvikle en slik ny metode.

Genbaserte oppdagelser og fremtiden for kreftbehandling

Uten tvil er gener kjernen i vår fysiologiske eksistens, noe som understreker kompleksiteten og viktigheten av genetisk studie. Å arbeide med gener krever derfor sofistikerte metoder. Men når det gjøres nøye, har tilnærminger som genetisk engineering, genomsekvensering og andre genbaserte terapier potensialet til å frigjøre oss fra kreftrisiko i betydelig grad.

Imidlertid handler det ikke bare om kur, da det også hjelper med å oppdage mange kreftformer tidlig. Og tidlig påvisning er ofte det som bidrar til å utrydde kreft fra roten. 

For at gentherapidrevne behandlinger skal bli mer vellykkede på lang sikt, må de takle noen utfordringer. De må håndtere utfordringer knyttet til prøver, utfordringer spesifikke for neste generasjons sekvensering, og sekvenseringen av en ikke-malign sammenligningsgruppe. Beregningsanalyser og varianttolkning kan også utgjøre hindringer. 

Imidlertid kan alle disse utfordringene håndteres effektivt med innovativ forskning og samarbeid mellom forskningsinstitusjoner, leger og onkologer, helsesentre og legemiddelprodusenter. Behandlingen må ikke påvirke de ikke-kreftfylte områdene og bør ikke introdusere fysiologiske endringer som kan vise seg skadelige på lang sikt, selv om kreften blir kurert på kort sikt. 

I de kommende dagene kan vi forvente at flere FoU-midler strømmer inn på området for genbaserte terapier mot kreft, med farmasøytiske industrier globalt forventet å investere mer. Dette er avgjørende ettersom omfanget er betydelig stort, og vi trenger skalerbare og trygge løsninger. 

Klikk her for listen over de fem beste genomsekvenseringsselskapene.