Gene Therapy: Pagbubukas ng mga Inobasyon sa Paggamot, Pagtuklas, at Pagbuo ng Gamot para sa Kanser

Ang kasaysayan ng paggamit ng mga gene bilang kasangkapan para gamutin ang tao ay humigit-kumulang limang dekada na ang nakalilipas, na nagmamarka ng isang mahalagang sandali sa agham medikal. 

Noong 1972, unang isinasaalang-alang ang konsepto ng gene therapy bilang isang anyo ng paggamot. Ang makasaysayang ideyang ito ay ipinakilala sa isang papel na may pamagat na “Gene therapy for human genetic disease?” na inilathala sa journal na Science at isinulat nina T Friedman at R Roblin.

Sa papel na iyon, iginiit ng mga manunulat na “maaaring mapabuti ng gene therapy ang ilang sakit na genetiko sa tao sa hinaharap.” Nanawagan sila para sa patuloy na pananaliksik na “nakatuon sa pagbuo ng mga teknik para sa gene therapy.” Ang panawagang ito ay nagmarka ng simula ng isang bagong panahon sa genetikal na medisina.

Sa katunayan, tumagal pa ng 18 taon bago isinagawa ang unang pagsubok ng gene therapy sa mga tao noong 1990. Ang pagsubok na ito ay isang mahalagang hakbang pasulong, na nagbukas ng daan para sa karagdagang pag-unlad. Noong 2003, isa pang malaking tagumpay ang naabot sa pagtatapos ng Human Genome Project. 

Inilunsad noong Oktubre 1990 at natapos noong Abril 2003, ang Human Genome project ay itinuturing na isa sa pinakamahalagang tagumpay sa agham sa kasaysayan ng tao para sa pagbuo ng unang sekwensya ng genome ng tao. 

Sa paglalakbay ng siyentipikong pag-unlad na ito, naabot ang isa pang mahalagang tagumpay nang aprubahan ng Tsina ang unang Gene Therapy para sa paggamot ng kanser sa ulo at leeg.

Dahil ang pag-unlad na ito ay nagmamarka ng simula ng linya ng mga posibilidad sa paggamot na tatalakayin natin dito, tingnan natin ito nang mas detalyado. 

Ang Unang Inaprubahang Produkto ng Gene Therapy para sa Kanser

Noong 2003, inaprubahan ng China Food and Drug Administration (CFDA) ang Gendicine, isang recombinant na human p53 adenovirus, na binuo ng Shenzhen SiBino GeneTech Co. Ltd. Ito ay pumasok sa komersyal na merkado bilang isang produktong gene therapy para gamutin ang kanser sa ulo at leeg. Ang therapy ay dinisenyo para maihatid sa pamamagitan ng minimally invasive na intratumoral injection pati na rin sa intracavity o intravascular infusion. 

Isang scientific review na sumuri sa pagganap ng therapy sa loob ng unang 12 taon ay natuklasan na ang kumpanya ay nakagawa ng 41 batch ng Gendicine at 169,571 na vial. Kahanga-hanga, ang therapy ay naihatid nang walang anumang seryosong side effect na naitala, maliban sa isang vector-associated transient fever sa 50-60% ng mga pasyente na tumagal lamang ng ilang oras.

Mga Sumusunod na Pagsubok sa Gene Therapy

Pagkatapos ng matagumpay na aplikasyon ng Gene Therapy trial ng Tsina, nagpatuloy ang mga pag-unlad. Noong 2005, sinimulan ang unang gene therapy trial para sa hemophilia B gamit ang AAV Vector technology. 

Ang mga AAV vector ay nagsisilbing bioengineered na kasangkapan upang ligtas na ilipat at ihatid ang genetic material sa apektadong tisyu at selula gamit ang isang non-enveloped virus. Pagkatapos, noong 2017, inaprubahan ng Estados Unidos ang unang gene therapy para sa isang genetic disease na kilala sa pagdudulot ng pagkabulag.

Sa patuloy na pag-unlad ng siyensiya sa larangang ito, malinaw na ang mga gene-based na paggamot ay magbubukas ng mga bagong horizon para gamutin ang mga malubhang kanser na dulot ng iba’t ibang anyo ng kanser.

Ngunit bago tayo lumalim pa sa larangang ito, mahalagang malaman kung ano ang ibig sabihin ng iba’t ibang terminong kaugnay ng gene-based therapy, kabilang ang genetic engineering, genome, genomics, at genome sequencing.

Ano ang Genetic Engineering?

Ayon sa National Human Genome Research Institute, ang genetic engineering ay isang proseso na “gumagamit ng mga teknolohiyang laboratoryo upang baguhin ang DNA makeup ng isang organismo.” 

Ang pagbabago ng DNA makeup ay maaaring mangyari sa iba’t ibang paraan, na sumasaklaw sa maraming teknik. Maaaring baguhin nito ang isang solong base pair, magtanggal ng buong rehiyon ng DNA upang palitan ito ng bagong segment, o kahit magtrabaho sa pagitan ng mga species kung saan ang gene mula sa isang species ay ipinakilala sa organismo ng ibang species. Ang pagiging maraming gamit ng genetic engineering ay nagbigay dito ng mahalagang kasangkapan sa mga nagbibigay ng solusyon sa cancer therapy.

Ano ang Genomics?

Ang genomics ay pag-aaral ng mga gene at nakatuon sa pag-unawa kung paano nagkakaugnay-ugnay ang lahat ng gene ng isang tao sa isa’t isa at sa kapaligiran ng tao. Ang larangang ito ay nagsasangkot ng masusing pag-aaral ng iba’t ibang sangkap, kabilang ang DNA, selula, histones, nucleosomes, at chromosomes. Ang salitang ‘genomics’ ay nagmula sa ‘Genome,’ na tumutukoy sa kumpletong hanay ng DNA ng isang organismo. Bawat selula sa katawan ng tao ay kapansin-pansin dahil naglalaman ito ng buong kopya ng halos 3 bilyong base pair ng DNA.

I-click dito upang matutunan ang lahat tungkol sa pamumuhunan sa genomics at CRISPR.

Ano ang Genome Sequencing?

Ang mga genome ay mga genetic code na tumutulong upang makilala ang pagkakaiba ng isang organismo sa iba. Tulad ng bawat tao ay may iba’t ibang fingerprint, lahat ng organismo ay may natatanging genetic code. Samakatuwid, ang genome sequencing ay tumutulong na kilalanin ang natatanging pattern ng pagkakakilanlan para sa bawat natatanging organismo, maging ito man ay bakterya, halaman, o mammal. 

Apat na pangunahing sangkap ang bumubuo upang magtrabaho ang genome sequencing bilang isang kumpletong proseso: 

• Pagputol ng DNA
• DNA barcoding
• DNA sequencing
• Pagsusuri ng data

Sa lahat ng mga kasangkapang ito para sa pagsusuri ng gene na nabuo sa paglipas ng mga taon, ang komunidad ng siyensiya at medisina ay nakamit ang malaking tagumpay sa paggamot ng mga panganib na kondisyon, kabilang ang kanser. Sa mga susunod na bahagi, makikita natin kung paano ang gene-based na paggalaw ay nagdadala sa atin sa ating mga pagsisikap sa pagtuklas at paggamot ng kanser.

Ang Banta ng Kanser: Ang Emperador ng Lahat ng Sakit

Ang Indian-born na Amerikanong doktor at oncologist na si Siddhartha Mukherjee ay matalinong tinawag ang kanser bilang emperador ng lahat ng sakit sa kanyang aklat noong 2010, isang paglalarawan na nananatiling makahulugang dahil sa epekto ng sakit. Katulad ng damdaming ito, tinatayang ng American Cancer Society estimates na halos dalawang milyong bagong kaso ng kanser at higit sa 600,000 na kamatayan dahil sa kanser ang naranasan ng US lamang noong 2022. 

Ayon sa isa pang 2020 study, ang kanser sa baga ang nanguna bilang sanhi ng kamatayan dahil sa kanser sa buong mundo, na may tinatayang 1.8 milyong kamatayan (18%), sinundan ng colorectal (9.4%), atay (8.3%), tiyan (7.7%), at kanser sa suso ng kababaihan (6.9%). 

Sa mas nakababahalang tala, inaasahan ng pag-aaral ang 47% na pagtaas sa pandaigdigang pasanin ng kanser kumpara sa antas ng 2020. Inaasahan nito ang 28.4 milyong kaso sa 2040, higit sa 9 milyong higit sa 19.3 milyong kaso na naobserbahan noong 2020.

Ang mga numero ay naglalarawan ng isang malubhang larawan, at mahalagang palakasin ang mga makabagong pagsisikap sa maagang pagtuklas ng kanser upang magkaroon ng sapat na oras ang mga doktor at manggagamot na tugunan ang mga ugat na sanhi nito at gamutin ito. Sa magandang balita, maraming gene-based na pagsisikap ang nagbunga ng positibong resulta sa direksyong iyon.

Mga Kumpanyang Gumagamit ng Genome Sequencing para sa Pagtuklas at Paggamot ng Kanser

1. SeekInCare

Ang SeekInCare, isang solusyon mula sa SeekIn Inc., ay isang blood-based na multi-cancer detection test na kayang matuklasan ang higit sa dalawampung uri ng kanser. Ang advanced na solusyong ito ay gumagamit ng whole-genome sequencing mula sa cell-free DNA, isang teknolohiyang sentral sa kakayahan nitong mag-diagnose. 

Ayon sa Centers for Disease Control and Prevention, ang whole genome sequencing ay isang laboratoryong pamamaraan upang matukoy ang pagkakasunod-sunod ng mga base sa genome ng isang organismo. Ang mga nucleotide base ay bumubuo sa natatanging genetika ng isang organismo.

Sinuri ng mga mananaliksik ang bisa ng test sa 617 na pasyente na may kanser, na nagkaroon ng kapansin-pansing resulta. Nakilala nila ang 404 sa kanila, na may sensitivity rate na 65.5% at specificity na 97.9%. Ipinakita ng mga resulta na habang tumataas ang yugto ng kanser, tumataas din ang sensitivity ng test. Habang ito ay 46.9% para sa stage I na kanser, tumaas ito sa 81.8% para sa stage IV na kanser.

Sa isang prospective real-world na pag-aaral na isinagawa sa 1203 na pasyente, ang test ay nagbigay ng sensitivity na 60.0% at specificity na 96.1%.

Itinatag noong unang bahagi ng 2018, ang SeekIn Inc. ay isang biotech na kumpanya na nakatuon sa maagang pagtuklas ng blood-based pan-cancer. Naniniwala ito na ang maagang pagtuklas ng kanser ay maaaring magdulot ng pagbaba ng mortality rate ng 15%.

Bukod sa SeekInCare, mayroon din itong mga solusyon tulad ng SeekInCure at SeekIn Clarity. Ang SeekInCure ay nagmomonitor ng pagbalik ng kanser at sinusuri ang panganib para sa mga pasyenteng sumailalim sa operasyon. At upang matupad ang layunin nito, ang solusyon ay umaasa sa pagmamanman ng pagbabago ng cancer genome sa cell-free DNA ng mga pasyente.

Ang SeekInClarity ay tumutulong sa pagmamanman ng tugon sa paggamot. Sa pagtupad ng layunin nito, ang SeekInClarity ay nagma-map ng panoramic cancer genome gamit ang shallow whole-genome sequencing (sWGS) data.

Naka-headquarter sa Tsina, ang SeekIn ay isang pribadong kumpanya at nakatanggap ng angel funding mula sa Green Pine Capital Partners at isa pang mamumuhunan noong 2018. Ang halaga ng pondo ay hindi ibinunyag. 

2. Editas Medicines

Ang Editas Medicine (EDIT ) ay gumagamit ng gene editing upang bumuo ng mga gamot para sa kanser at iba pang malulubhang sakit. Ang SLEEK gene editing methods ay tumutulong sa pag-develop ng susunod na henerasyon ng cell therapy medicines para sa kanser. Mayroon ang Editas ng kanilang proprietary engineered AsCas12a nuclease, na tumutulong na maghatid ng mataas na kahusayan, multi-transgene knock-in ng induced pluripotent stem cells (iPSCs), T cells, at natural killer (NK) cells.

Kamakailan, inilathala ng Editas ang Q3 2023 results, na nagbibigay ng pananaw sa pinansyal na pagganap ng kumpanya sa panahong ito. Para sa tatlong buwang nagtatapos noong Setyembre 30, 2023, ang kumpanya ay nag-ulat ng higit sa US$5 milyon sa kolaborasyon at iba pang research and development revenues. Dagdag pa, para sa siyam na buwang nagtatapos noong Setyembre 30, 2023, ang kita ay umabot sa higit sa US$18 milyon.

3. Beam Therapeutics

Noong Disyembre 2022, inalis ng US Food and Drug Administration (FDA) ang clinical hold at nilinis ang Investigational New Drug (IND) application para sa BEAM-201 upang gamutin ang relapsed/refractory T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL)/T-cell lymphoblastic lymphoma (T-LL). Ang Beam-201 ay isang anti-CD7, multiplex-edited, allogeneic chimeric antigen receptor T-cell development candidate mula sa Beam Therapeutics (BEAM ), na kilala sa pag-develop ng precision genetic medicines sa pamamagitan ng base editing.

Para sa three months ending noong Setyembre 30, 2023, ang Beam Therapeutics Inc. ay nagrehistro ng license at collaboration revenue na higit sa US$17 milyon. Para sa siyam na buwang nagtatapos noong Setyembre 30, 2023, ang kita ng kumpanya ay higit sa US$61 milyon, isang malaking pagtaas mula sa halos US$41 milyon na kinita sa unang siyam na buwan ng 2022.

Bukod sa mga kilalang pampublikong kumpanya tulad ng Beam at Editas na nagsasagawa ng mga genetically engineered na pagsubok para sa kanser, isinasagawa rin ang mga akademiko at organisasyonal na pananaliksik. Marami sa kanila ang nangangakong magbubukas ng mga kapanapanabik na oportunidad para sa makabuluhang pagpapagaling o pagbawas ng banta ng kanser sa hinaharap.

I-click dito upang makita kung paano ikinumpara ang Beam Therapeutics sa isa pang nangungunang gene editing player na CRISPR Therapeutics. (CRSP )

Isang Maagang Pamamaraan sa Pagtuklas ng Pancreatic Cancer

Isang koponan ng mga mananaliksik mula sa United States, China, South Korea, at Japan ang nakabuo at nagsubok ng biomarker panel na kayang matuklasan ang maliliit na dami ng RNA genetic material na nagmumula sa mga selula ng pancreatic cancer at kumakalat sa daloy ng dugo. Tinatawag ang mga ito na circularRNA o circRNA. 

Gamit ang genome-wide expression profiling methods, sinuri ng mga mananaliksik ang mga sample ng pasyente nang komprehensibo, na nagbunga ng pagtuklas ng pancreatic cancer biomarkers batay sa circRNA. Makakatulong ito upang maiba ang mga tumor ng pancreatic cancer mula sa normal na tisyu sa mga katawan ng mga pasyente na nasa maagang yugto ng pancreatic cancer. Ayon sa pag-aaral, ang test ay “nagpakita ng matibay na diagnostic accuracy.”

Ipinaliwanag ni Erkut Borazanci, MD, research director ng Cancer Research Division sa HonorHealth Research Institute, ang kahalagahan ng pamamaraan nang higit pa. Sinabi niya:

“Kapag natuklasan nang maaga ang pancreatic cancer, ang tsansa ng kaligtasan ay mas malaki kaysa kung na-diagnose ito sa advanced stage. Kaya’t may malaking pangangailangan na mag-develop ng mga bagong paraan upang matuklasan ang pancreatic cancer.” 

Ang pamamaraang ito ay tamang hakbang patungo sa pag-develop ng ganitong bagong paraan.

Mga Gene-based na Pagtuklas at ang Hinaharap ng Paggamot ng Kanser

Walang duda, ang mga gene ay nasa sentro ng ating pisikal na pag-iral, na naglalahad ng kahalagahan at komplikasyon ng pag-aaral ng genetika. Ang pakikipagtrabaho sa mga gene ay nangangailangan ng sopistikadong mga pamamaraan. Ngunit, kapag maingat na ginawa, ang mga lapit tulad ng genetic engineering, genome sequencing, at iba pang gene-based na therapy ay may potensyal na alisin tayo mula sa panganib ng kanser sa malaking sukat.

Gayunpaman, hindi lamang ito tungkol sa pagpapagaling, dahil tumutulong din ito na matuklasan ang maraming kanser nang maaga. At ang maagang pagtuklas ay madalas na tumutulong na lipulin ang kanser mula sa ugat nito.

Upang ang mga paggamot na pinapatakbo ng gene therapy ay maging mas matagumpay sa pangmatagalan, kailangan nitong harapin ang ilang hamon. Kailangan nitong tugunan ang mga hamon kaugnay ng mga sample, mga hamon na partikular sa next-generation sequencing, at ang sequencing ng isang nonmalignant comparator. Ang mga computational analysis at variant interpretation ay maaari ring magdulot ng mga balakid.

Gayunpaman, ang lahat ng mga hamong ito ay maaaring harapin nang epektibo sa pamamagitan ng makabagong pananaliksik at kolaboratibong pagsisikap sa pagitan ng mga institusyong pananaliksik, mga doktor at oncologist, mga sentro ng pangangalagang pangkalusugan, at mga tagagawa ng gamot. Ang paggamot ay hindi dapat makaapekto sa mga non-cancerous na rehiyon at hindi dapat magpakilala ng mga pagbabago sa pisyolohiya na maaaring maging mapanganib sa hinaharap, kahit na ang kanser ay magaling sa panandalian.

Sa mga darating na araw, maaari nating asahan ang mas maraming pondo para sa R&D na dumadaloy sa larangan ng gene-based therapies para sa kanser, kung saan inaasahang mas lalong mag-iinvest ang mga industriya ng parmasyutiko sa buong mundo. Ito ay mahalaga dahil napakalawak ng saklaw, at kailangan natin ng mga scalable at ligtas na solusyon.

I-click dito para sa listahan ng limang pinakamahusay na kumpanya ng genome sequencing.