Terapie genowe bardziej wydajne, dzięki ulepszeniu adenowirusów

Terapie genowe to bez wątpienia przyszłość medycyny. Co jakiś czas przychodzą na wieść informację o przekroczeniu jakieś bariery w tej dynamicznie rozwijającej się dyscyplinie. Nie wszystkie są spektakularne, ale w przypadku choroby takiej jak Stwardnienie Zanikowe Boczne (ALS), osiągnięcie nawet najmniejszego opóźnienia choroby musi zostać okrzyknięte sukcesem.

Stwardnienie Zanikowe Boczne dotyka zwykle ludzi w wieku od 40 do 70 lat. Szacuje się, że około 20 000 Amerykanów cierpi na tę chorobą, i jak dotąd nie ma żadnej terapii, chociażby spowalniającej degenerację mięśni.

Pierwsze sukcesy w leczeniu ALS

Niedawno badacze z Berkeley po raz pierwszy zastosowali edycję genów CRISPR-Cas9 w celu wyłączenia wadliwego genu odpowiedzialnego za ALS. Badanie zostało przeprowadzone na myszach, które zostały do tego genetycznie przygotowane, aby symulować na nich tę chorobę. Wszystkim przypadkom ALS towarzyszy przedwczesna śmierć neuronów ruchowych w pniu mózgu i rdzeniu kręgowym, które pozwalają kontrolować mięśnie. Gdy zawodzą mięśnie kontrolujące oddychanie, choroba kończy się śmiercią. Próba leczenia ALS za pomocą CRISPR została ogłoszona 20 grudnia w czasopiśmie Science Advances (źródło).

„Możliwość ocalenia kontroli neuronów ruchowych nad funkcjonowaniem mięśni, zwłaszcza przepony, jest niezwykle ważne, ponieważ pozwala nie tylko uratować pacjentów, ale także utrzymać ich jakość życia” – powiedział David Schaffer, profesor chemii i inżynierii biomolekularnej.

Znaczne wydłużenie długości życia

W rezultacie terapia opóźniła o prawie pięć tygodni początek zanikania mięśni. Myszy leczone terapią genową żyły o miesiąc dłużej niż typowy czteromiesięczny okres życia myszy z ALS. Dla porównania zdrowe mszy miały przed sobą kilka lat życia. W chwili śmierci jedynymi zdrowymi komórkami były te, które zostały zainfekowane wirusem.

„Leczenie nie spowodowało, że myszy ALS nagle stały się zdrowe, dlatego nie jest to jeszcze lekarstwo” – sprostował Schaffer. „Ale jest to mocny dowód na to, że modyfikacja genów za pomocą molekuły CRISPR-Cas9 może być sposobem na ALS. Kiedy wprowadzimy dodatkową optymalizację, tak aby terapia dotarła do większego procenta komórek, jestem przekonany, że zobaczymy znaczne wydłużenie długości życia”.

Zespół Schaffera wykorzystał zmodyfikowaną wersję wirusa do wyszukiwania tylko neuronów ruchowych w rdzeniu kręgowym, natomiast białko Cas9 zaprogramowano tak, aby neutralizować tylko gen SOD1.

Jednym z wielu wyzwań jest eliminacja mutacji SOD1 w pozostałych komórkach mózgu i rdzenia kręgowego, które wspomagają neurony ruchowe. Zespół Schaffera pracuje nad wersją wysoce zmodyfikowanego wirusa, powiązanego z adenowirusem (AAV), który dostarczy gen Cas9 do dwóch typów komórek glejowych, astrocytów i oligodendrocytów.

„Zwykle jestem bardzo ostrożny, ale gdybyśmy byli w stanie wyeliminować SOD1 nie tylko z neuronów, ale również z astrocytów i glejów wspierających, myślę, że zobaczymy naprawdę znaczne wydłużenie długości życia” – powiedział.

Lepsze terapie genowe dzięki bardziej zmodyfikowanym AAV

W 2014 roku Schaffer założył firmę, 4D Molecular Therapeutics, zajmującej się optymalizowaniem AAV w celu bardziej wydajnego dostarczania terapii genowych. Opracował taką technologię do modyfikowania wirusów, która dostarczy ładunek do jeszcze większej liczby komórek, za pomocą prostego, nieinwazyjnego sposobu podania.

„Stworzyliśmy nowe odmiany wirusa AAV, które są zdolne do jeszcze bardziej efektywnego dostarczania ładunku do celu. Jest to okazja do złożenia niesamowicie potężnego ładunku, jakim jest CRISPR-Cas9″ – powiedział.

Schaffer pracował nad wirusem AAV przez prawie 20 lat, zmieniając je tak, aby celowały w konkretne komórki, w tym przypadku neurony ruchowe, bez infekowania pozostałych komórek. AAV jest łagodnym i nieszkodliwym wirusem oraz występuje u prawie wszystkich naczelnych, w tym ludzi.

Zmodyfikowane wirusy AAV prawdopodobnie wkrótce zostaną dopuszczone do leczenia jako nośnik terapii genowej w rzadkiej chorobie o nazwie Wrodzona Ślepota Lebera. Inne terapie genowe dostarczane przez AAV są w przygotowaniu. Terapie te opierają się jeszcze na naturalnych wersjach wirusa AAV, które nie są zoptymalizowane pod względem wysokiej wydajności, dlatego klinicyści muszą używać dużych dawek, albo posługiwać się metodami inwazyjnymi do ich dostarczenia.

Schaffer pracuje również nad autodestrukcją białka Cas9, tak aby po usunięciu genu SOD1 można było wyeliminować Cas9 z komórek. Miałoby to zapobiec niechcianym modyfikacjom innych genów oraz wywołaniu reakcji immunologicznej.

Podobał Ci się artykuł ? Podziel się nim na twoim medium społecznosciowym