Mula sa Kakulangan ng Paningin Hanggang sa Kapalit ng Karne: Patuloy na Nagbibigay ng Magagandang Resulta ang Gene-Editing na CRISPR

Ang Rebolusyon ng CRISPR

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) ay isang kamakailang natuklasang kasangkapan para sa pag-edit ng gene. Pinahihintulutan nito ang napaka-tumpak at direksyunal na pag-edit ng gene, at ang mga tagapagtuklas nito ay nanalo ng 2020 Nobel Prize.

Pinagmulan: Lab Associates

Ang unang natuklasang sistema ng CRISPR ay CRISPR-Cas9, at maraming binagong sistema ng CRISPR ang natuklasan o nilikha mula noon. Maaari mong basahin ang higit pang detalye tungkol sa teknikal na aspeto ng CRISPR sa aming artikulong “What Is CRISPR-Cas12a2? & Why Does It Matter?”

Nasa unahan ng rebolusyong genomiko ang CRISPR, kung saan ang mga unang gene therapy na gumagamit nito ay naaprubahan na para sa mga sakit sa dugo, isang paksa na aming sinuri nang malalim sa “How CRISPR Companies Target Sickle Cell Anemia”.

Halos bawat buwan ay may bagong rebolusyonaryong therapy o aplikasyon ng CRISPR na lumalabas. Ang pinakabagong balita ay ang pagpapagaling ng isang bihirang uri ng pagkabulag.

Pagaling ng Kakulangan sa Paningin Gamit ang CRISPR?

Sa isang siyentipikong papel na pinamagatang “Gene Editing for CEP290-Associated Retinal Degeneration”, mga mananaliksik at doktor mula sa Harvard Medical School, Pennsylvania, Michigan, Miami, Oregon Health and Science, pati na rin ang Perelman School of Medicine at Editas Medicine ay nakakita ng kahanga-hangang resulta sa paggamot ng sakit na tinatawag na Leber Congenital Amaurosis (LCA).

Ang LCA ay nagdudulot ng unti-unting pagkawala ng paningin sa mga unang buwan ng buhay. Sa kasalukuyan ay walang lunas para sa LCA, at tinatayang apektado nito ang 50,000 katao sa USA at 180,000 katao sa buong mundo.

Pinagmulan: Frontiers

Pagkatapos ng pahinga noong 2022,  Editas Medicine ay inanunsyo noong Mayo 2024 na ang klinikal na pagsubok para sa EDIT-101 ay nagpakita ng 79% na pagbuti sa 14 na kalahok matapos matanggap ang eksperimental na gene therapy.

“Isa sa aming mga kalahok sa pagsubok ang nagbahagi ng ilang halimbawa, kabilang ang kakayahang mahanap ang kanilang telepono matapos itong mawala at malaman na gumagana ang kanilang coffee machine sa pamamagitan ng pagtingin sa maliliit na ilaw nito.

Habang maaaring tila maliit na bagay ito sa mga may normal na paningin, ang ganitong mga pag-unlad ay may malaking epekto sa kalidad ng buhay ng mga may mababang paningin.” – Mark Pennesi, M.D., Ph.D. – Pinuno ng siyentipiko sa Oregon Health & Science University

Mga Susunod na Hakbang para sa EDIT-101

Ngayon na napatunayan na ang bisa ng paggamot at walang malubhang side effect, ang susunod na hakbang ay tukuyin ang “ideal na dosis, kung mas malakas ba ang epekto ng paggamot sa ilang pangkat ng edad tulad ng mas batang pasyente, at isama ang pinong mga endpoint upang sukatin ang epekto sa mga pang-araw-araw na gawain.”

“Ang aming pag-asa ay ang pag-aaral na ito ay magbubukas ng daan para sa mga paggamot sa mas batang mga bata na may katulad na kondisyon at karagdagang pagbuti sa paningin.

Ang pagsubok na ito ay kumakatawan sa isang mahalagang yugto sa paggamot ng genetic na sakit, partikular na ang genetic na pagkabulag, sa pamamagitan ng pag-aalok ng mahalagang alternatibong paggamot kapag ang tradisyonal na mga therapy tulad ng gene augmentation ay hindi isang opsyon.” – Tomas S. Aleman, M.D. – Pediatric ophthalmologist sa Children’s Hospital of Philadelphia.

Pinakabagong Mga Pag-unlad ng CRISPR

Ang Pagdating ng In-Vivo CISPR

Ipinapakita ng mga resulta mula sa EDIT-101 ang potensyal ng “in-vivo” na pamamaraan sa mga therapy ng CRISPR, na naiiba sa “ex-vivo” na paraan na ginamit sa mga kasalukuyang aprubadong therapy ng CRISPR para sa mga sakit sa dugo tulad ng sickle cell disease at beta-thalassemia.

(Tinalakay namin nang detalyado ang unang aprubadong CRISPR treatment na ito sa aming artikulong “Sickle Cell Disease Gene Therapies Approved by FDA Highlighting Potential of CRISPR/Cas9 Technologies”).

Maaaring ang pagpapagaling sa congenital blindness ay simula lamang ng ganitong mga therapy, kasama ang iba pang magagandang resulta:

• Noong Enero 2024, isang pandaigdigang unang tagumpay ang naitatag sa matagumpay na paggamot ng isang 11-taong gulang na batang ipinanganak na may congenital deafness. Ang klinikal na pagsubok ay isinagawa ng Eli Lilly(LLY) at isang maliit na biotech firm na pag-aari nito, Akouos. Ang paggamit ng CRISPR para pagalingin ang pagkabingi ay tinalakay sa aming artikulong “Hearing Restored in Deaf Children in Gene Therapy Clinical Trial”.
  • May iba pang katulad na pagsubok na isinasagawa, kung saan 2 sa China ang sinusuportahan ng Otovia Therapeutics & Shanghai Refreshgene Therapeutics, at isa naman ng Regeneron (REGN) + Decibel Therapeutics
• Excision Bio ay nagpakita ng unang positibong resulta ng pagsubok (safety profile) para sa kanilang therapy na EBT-101 laban sa human immunodeficiency virus (HIV), at naghahangad nang magsimula ng therapeutic evaluation, na layuning “tanggalin ang integrated retrovirus mula sa genome ng mga selulang pantao”.
• Verve Therapeutics ay may dalawang in-vivo gene therapies na nasa pag-unlad, VERVE-101 at VERVE-102, na parehong tumatarget sa mga cardiovascular disease.
  • Ang teknolohiya ng kumpanya ay nakabatay sa base editing, isang posibleng mas ligtas at/o mas makapangyarihang opsyon kumpara sa klasikong CRISPR gene editing.
• Ang base editing ay paksa naming tinalakay dati, sa “Gene Editing: CRISPR Therapeutics vs. Beam Therapeutics”. At ang Beam Therapeutics, isa pang nangunguna sa base editing, ay umuusad din.
  • Ang Beam Therapeutics ay naglalayong gamitin ang base editing upang i-edit ang mga CAR‑T cells para gamutin ang T‑cell acute lymphoblastic leukemia (T‑ALL) at T‑cell lymphoblastic lymphoma (T‑LL)

Ang iba ay nagtatrabaho sa paggamit ng CRISPR laban sa kanser, kabilang ang CRISPR Therapeutics, Ginkgo Bioworks Holdings, Editas Medicine., Caribou Biosciences, at Intellia Therapeutics. Tinutuklas namin ang paksang ito nang mas detalyado sa aming artikulong “How Can CRISPR Be Used to Treat Cancer”.

CRISPR Lampas sa Medisina

Kung ligtas ang CRISPR para baguhin ang katawan ng mga pasyente, ligtas din itong gamitin sa pagbabago ng ating pagkain. Halimbawa, maaaring gamitin ito upang lumikha ng mga alternatibong karne mula sa kabute na may lasa at tekstura katulad ng karne, tulad ng aming nakita sa “Using CRISPR-Cas9 to Gene Hack Edible Mycelium Into Meat Substitutes.”

Sa “CRISPR Beyond Human Health: The New Investing Frontier for Gene Editing”, ipinaliwanag namin kung paano gagamitin ang CRISPR upang baguhin ang mga halaman, na magdudulot ng mas kontroladong genetic modifications para lumikha ng mga bagong uri ng pananim, bawasan ang pangangailangan sa pestisidyo at herbisidyo, o lumikha ng mas epektibong algal biofuels.

Gagamitin din ito upang lumikha ng mas maraming produktong hayop at marahil gawing biofactory ang mga halaman at hayop para mag-produce ng gamot para sa tao, mga organong handa nang i-transplant, organikong pampalasa at pabango, atbp.

Ang CRISPR ay maaaring magamit pa upang “ibalik sa buhay” ang mga patay na species, kung saan ang kumpanyang Colossal Laboratories & Biosciences ay nagtatrabaho sa muling paglikha ng mammoth mula sa frozen DNA, gamit ang CRISPR.

Paggamit ng mga Bagong Teknolohiya

Mas Maraming Data

Isang maliit na bahagi ng hangganan ng inobasyon sa biotech ay ang teknolohikal na pag-unlad sa iba pang larangan ng agham.

Ang unang pag-angat sa agham ng genetika ay ang pag-usbong ng murang mass genome sequencing, tulad ng aming nakita nang suriin ang dalawang pinakamalaking tagagawa ng sequencer, sa “Illumina vs Pacific Bioscience: Choosing the Right Next Generation Genome Sequencing Company”.

Ang mas tumpak na mga analytical tool ay nagiging mature na rin, partikular ang spatial biology (“Spatial Biology: Nanostring vs 10x Genomics”) at pangkalahatang ang pagsasama-sama ng maraming -omics tulad ng proteomics, transcriptomics, metabolomics, atbp. sa multiomic analyses (“Multiomics Are The Next Step In Biotechnology”).

Paggamit ng Data Gamit ang AI

Sa pinakamahabang panahon sa kasaysayan ng medisina, ang pagkuha ng maayos na data tungkol sa nangyayari sa katawan ay isang mahirap na hamon.

Ang pag-apaw ng mga bagong analytical tool ay nag-iwan sa agham medikal ng kabaligtaran na problema: sobrang dami ng data na iproseso at napakakomplikado na halos imposibleng maunawaan. Tinalakay namin ang paksa na ito sa maraming halimbawa sa aming artikulong “Advances in AI and CRISPR Technologies To Expedite Our Understanding of Genetic Diseases”.

Ang mga AI tool tulad ng DeepCRISPR, CRISTA, at DeepHF ay ginagamit upang mag-gabay ng mga guide RNAs para sa isang tinukoy na target sequence. Ang pag-predict ng optimal guide RNAs ay kinukunsidera ang maraming salik, tulad ng genomic context, nais na uri ng mutasyon, on-target scores, off-target scores, posibleng off-target locations, at ang posibleng epekto ng gene editing sa function nito.

Ang mga AI model ay karagdagang tumutulong sa pag-optimize ng iba’t ibang teknolohiya para i-edit ang genome, tulad ng base editing (pagbabago ng tiyak na bahagi ng DNA sequence), prime editing (isang ‘search‑and‑replace’ editing), at epigenome editing (pagdaragdag o pag-alis ng molecular markers mula sa DNA), na nagbibigay-daan sa tumpak at programmable na pagbabago sa DNA nang hindi umaasa sa donor DNA templates.

Ang pinakamagandang bahagi ay hindi limitado ang mga tool na ito sa proprietary software na nakasara sa likod ng mga pintuan ng industriya ng parmasya.

Sa halip, ang mga bagong AI tool para i-optimize ang CRISPR gene editing ay inilalabas na ngayon sa open‑source format, tulad ng aming tinalakay sa “AI-Enabled Gene-Editing Made Possible with ‘OpenCRISPR-1’”.

Mga Kumpanya ng CRISPR

1. CRISPR Therapeutics

Ang nagbubukod-tangi sa CRISPR Therapeutics ay ang pangkat ng mga tagapagtatag na kinabibilangan ni Dr. Emmanuelle Charpentier, na ang pangunahing pananaliksik ay nagbunyag ng mga susi na mekanismo ng teknolohiyang CRISPR‑Cas9, na naglatag ng pundasyon para sa paggamit ng CRISPR‑Cas9 bilang isang versatile at tumpak na kasangkapan sa gene‑editing. Maraming gantimpala ang kinilala ang kanyang gawain, kabilang ang Breakthrough Prize sa Life Science.

Ang CRISPR Therapeutics ay nagde‑develop ng isang epektibo at versatile na CRISPR/Cas9 gene‑editing platform para sa mga therapy na maggagamot ng hemoglobinopathies, kanser, diyabetis, at iba pang sakit.

Ang unang therapy na kanilang pinapaunlad ay para sa mga sakit sa dugo na β‑thalassemia at sickle cell disease.

Ngayon ay naaprubahan na ito sa komersyal na pangalang Casgevy para sa parehong aplikasyon. Ang unang allogeneic CAR‑T program ng kumpanya na tumatarget sa B‑cell malignancies ay nasa klinikal na pagsubok din.

Bagaman ang sickle cell ay isang sakit na may tila maliit na merkado, kapag naging mature na ang teknolohiya ay maaari nilang itutok ito sa iba pang disease vectors.

Bilang unang kumpanya na may aprubadong CRISPR therapy, ang CRISPR Therapeutics ay nasa magandang posisyon upang maging una sa pag‑generate ng positibong cash flow mula sa teknolohiya at palawakin pa ang mga aplikasyon nito.

At ang kahanga‑hang rekord na ito ay malamang na mag‑gawa sa kumpanya bilang partner of choice para sa anumang iba pang pharmaceutical company na nagnanais makahabol sa CRISPR therapies.

2. Ginkgo Bioworks Holdings, Inc.

Ang kumpanya ay gumagawa ng on‑demand na mga organismo para sa tiyak na mga aplikasyon. Malawak nitong pinalawak ang mga aplikasyon nito sa maraming research program at partnership:

• Cannabinoids
• Produksyon ng mRNA vaccine at nucleic acid medicine
• Food proteins
• Produksyon ng biological fertilizer kasama ang partnership sa Bayer
• Programmable microbes para sa gut diseases
• Bioremediation ng microplastics
• Biosecurity at detection ng pathogens
• Pag-recycle ng waste at contaminants

Marami sa mga modipikasyong ito ay nakasalalay sa CRISPR o katulad na gene‑editing technologies, partikular ang CAR‑T cancer cell therapies nito.

Sa pamamagitan ng pagbibigay ng handang platform para sa cell engineering, ang Ginkgo ay nagiging pangunahing service provider sa industriya ng biotech, lumalampas sa pharmaceutical industry at pumapasok sa agrikultura, biosecurity, at mga industriyal na proseso ng kemikal. Nagbibigay ito ng kadalubhasaan at bilis at makakatulong na bawasan ang fixed costs at ang dami ng capex na kailangan para sa isang research project.

Ipinapakita ito ng napaka‑iba‑ibang hanay ng mga kliyente at partner na nakuha ng kumpanya sa nakaraang ilang taon.

Pinagmulan: Gingko Bioworks

Isa itong kaakit‑akit na stock para sa mga mamumuhunan na nais tumaya sa gene editing at cell engineering technologies, ngunit hindi nakatuon sa isang partikular na aplikasyon. Karaniwan itong mas kawili‑wli para sa mga growth‑focused na mamumuhunan.

Ang malaking bahagi ng mga CRISPR company ay nakatuon sa human medicine at genetic diseases, kaya nag-iiwan ng puwang para sa mga oportunidad ng Gingko sa agrikultura, bioengineering, enerhiya, at mga bio‑product (kasama ang cannabinoids). Kasama ang mabilis na pag‑lawak ng genetic datasets, gene editing tools, at AI (kasama ang open source), ito ay maaaring maging napakalaking oportunidad para sa Gingko Bioworks.