Terapie genowe bardziej wydajne, dzięki ulepszonym odmianom wirusów AAV

Terapie genowe są bez wątpienia przyszłością medycyny. Co jakiś czas przychodzą informacje o jakiś niezwykłych osiągnięciach 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.

ALS należy do chorób neurologicznych i dotyka zwykle ludzi w wieku od 40 do 70 lat. Szacuje się, że około 20 000 Amerykanów cierpi na to schorzenie neurologiczne i jak dotąd nie ma żadnej terapii, która pozwoliłaby, chociażby spowolnić degenerację mięśni.

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. 

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

CRISPR w leczeniu ALS

Niedawno badacze z Berkeley po raz pierwszy zastosowali metodę edycji genów CRISPR -Cas9 w celu wyłączenia wadliwego genu odpowiedzialnego za ALS. Badanie zostało przeprowadzone na myszach, które zostały do tego genetycznie przygotowane tak, aby zasymulować na nich tę chorobę. Próba leczenia ALS za pomocą CRISPR została ogłoszona 20 grudnia w czasopiśmie Science Advances.

W rezultacie zastosowane leczenie opóźniło o prawie pięć tygodni początek zanikania mięśni. Myszy, które otrzymały terapię genową żyły o miesiąc dłużej niż typowy czteromiesięczny okres życia mysz nieleczonych z ALS. Dla porównania zdrowe myszy miały przed sobą jeszcze 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 leczenie ALS. Kiedy wprowadzimy dodatkową optymalizację, tak aby terapia dotarła do większego procenta komórek, jestem przekonany, że zobaczymy znaczne wydłużenie długości życia”.

Gen SOD1

Zespół Schaffera w terapii wykorzystał odmianę wirusa, która została zmodyfikowana genetycznie do wyszukiwania neuronów ruchowych w rdzeniu kręgowym, natomiast białko -Cas9 zaprogramowano tak, aby neutralizować tylko gen SOD1.

Jednym z wielu wyzwań stojących przed naukowcami jest wyłączenie genu SOD1 w pozostałych komórkach mózgu i rdzenia kręgowego, które wspomagają neurony ruchowe. Zespół Schaffera pracuje nad wersją wysoce zmodyfikowanej odmiany wirusa, powiązanego z adenowirusami (AAV). Zadaniem wirusa będzie dostarczenie białka -Cas9 już do wszystkich trzech typów komórek: glejowych, astrocytów i oligodendrocytów. Dla niewtajemniczonych, białko -Cas9 pełni funkcję „biologicznych nożyczek” w metodzie edycji genów CRISPR -Cas9.

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

Kolejne modyfikacje wirusów AAV

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

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

Schaffer pracował nad wirusem AAV przez prawie 20 lat. Modyfikował je tak, aby bez infekowania pozostałych, celowały w konkretne komórki, w tym przypadku neurony ruchowe. AAV należy do łagodnych i nieszkodliwych wirusów. Występuje u prawie wszystkich naczelnych, w tym ludzi.

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

Schaffer pracuje również nad autodestrukcją białka -Cas9, tak aby po wyłączeniu genu SOD1 można było wyeliminować to białko z komórek. Ma to zapobiec niechcianym modyfikacjom pozostałych genów i pobudzaniu reakcji immunologicznej organizmu.

Daj znać, jeśli spodobał Ci się artykuł oraz napisz komentarz, aby czytelnicy mogli poznać Twoją opinię.