CRISPR被用作可編程基因編輯工具還不到十年，它就已經(jīng)進(jìn)入了臨床。編輯試劑自身的改進(jìn)也在不斷取得進(jìn)展，包括引導(dǎo)rna (gRNAs)和Cas內(nèi)切酶的改進(jìn)，以提高切割精度和最小化基因毒性效應(yīng)。但是，對(duì)于臨床應(yīng)用而言，全身遞送仍是一項(xiàng)正在進(jìn)行的工作，依賴(lài)于病毒載體和脂質(zhì)納米顆粒技術(shù)(LNPs)用于其他核酸治療。“這些都是很好的技術(shù)，但它們有一些嚴(yán)重的缺陷，”Spotlight聯(lián)合創(chuàng)始人之一、ETH Zürich的雅各布·科恩(Jacob Corn)說(shuō)?！爱?dāng)人們?cè)噲D讓游戲變得更好時(shí)，他們就會(huì)迭代核心理念。他們?cè)噲D制造新的AAV衣殼或者試圖為lnp制造不同類(lèi)型的脂質(zhì)。對(duì)于你該如何做到這一點(diǎn)，他們并沒(méi)有不同的想法?！?/span>

Jacob Corn, Spotlight Therapeutics的聯(lián)合創(chuàng)始人

聚焦療法誕生于重新設(shè)想CRISPR傳遞的愿景。該公司的三位聯(lián)合創(chuàng)始人——corn;加州大學(xué)舊金山分校的亞歷克斯·馬森(Alex Marson);加州大學(xué)伯克利分校(University of California, berkeley)的帕特里克·許(Patrick Hsu)專(zhuān)注于CRISPR領(lǐng)域中需要新思維的交付領(lǐng)域。

“我們認(rèn)為有一個(gè)機(jī)會(huì),基于一些初步工作是發(fā)生在我們的實(shí)驗(yàn)室和一些事情我們看到在這一領(lǐng)域,利用Cas9是一種蛋白質(zhì),并且我們可以使用藥用生物化學(xué)的力量開(kāi)始解決蛋白質(zhì)特定的細(xì)胞類(lèi)型,”解釋了馬森。

中心思想是利用由細(xì)胞穿透肽(CPPs)、抗體和配體組成的“部分庫(kù)”，將Cas內(nèi)切酶及其gRNA靶向于體內(nèi)特定的細(xì)胞類(lèi)型。這些部分可以重組成靶向活性基因編輯器(TAGEs)。TAGEs將細(xì)胞靶向抗體與與預(yù)載gRNA的Cas內(nèi)切酶連接的CPPs結(jié)合。它們找到想要的細(xì)胞，穿過(guò)細(xì)胞膜，穿透細(xì)胞核，在那里它們可以編輯感興趣的位點(diǎn)。

麻省總醫(yī)院基因組醫(yī)學(xué)中心的Ben kleinstver說(shuō):“我們有一個(gè)非常豐富的編輯工具箱，剩下的障礙之一是如何在體內(nèi)將這些工具小心地傳遞給不同類(lèi)型的細(xì)胞。”“他們正在解決該領(lǐng)域的一個(gè)非常關(guān)鍵的需求，如果他們能取得進(jìn)展，將會(huì)非常有影響力。”

為了識(shí)別可用于TAGEs的靶向分子，Spotlight結(jié)合了合理的設(shè)計(jì)和高通量篩選。該公司表示，他們的發(fā)現(xiàn)管道使他們能夠識(shí)別在實(shí)踐中有效的靶向分子，而不僅僅是在理論上。他們的篩選平臺(tái)確保一個(gè)給定的分子有效地將編輯器傳遞到細(xì)胞核?！叭绻阒皇侵圃煲环N抗體，當(dāng)然，它會(huì)與細(xì)胞表面受體結(jié)合，但你怎么知道它會(huì)進(jìn)入?””玉米說(shuō)?！叭绻M(jìn)入我們的系統(tǒng)，它實(shí)際上就進(jìn)入了細(xì)胞核。”

到目前為止，人類(lèi)的大多數(shù)基因編輯都是利用體外工程的細(xì)胞進(jìn)行的，擴(kuò)展后再注入。癌癥中的嵌合抗原受體(CAR)-T細(xì)胞就是一個(gè)例子;另一個(gè)是造血干細(xì)胞工程，用于治療鐮狀細(xì)胞病或β-地中海貧血等血液疾病。這些體外療法允許直接將基因編輯試劑遞送到所需的細(xì)胞。但因?yàn)樗鼈兺ǔＪ亲泽w的，n -1的方法，它們也很昂貴，復(fù)雜和勞動(dòng)密集型。在某些情況下，患者必須忍受一種有毒的調(diào)理療法，為編輯的細(xì)胞掃清道路。

馬森說(shuō):“這正是重點(diǎn)報(bào)道節(jié)目擁有巨大機(jī)遇的地方?！稗D(zhuǎn)向體內(nèi)編輯的最大動(dòng)機(jī)是，這將使CRISPR的好處民主化。編輯將從一個(gè)在某些情況下具有毒性的極其復(fù)雜的過(guò)程，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢灾苯釉隗w內(nèi)完成的事情，希望一次性注射就能產(chǎn)生療效?！?/span>

當(dāng)然，體外治療的一個(gè)好處是有機(jī)會(huì)對(duì)編輯過(guò)的細(xì)胞進(jìn)行質(zhì)量控制。將基因編輯試劑直接注射到人體內(nèi)，使研究人員失去了對(duì)基因編輯的控制，沒(méi)有犯錯(cuò)的余地。即使編輯試劑變得更有特色和可控，關(guān)于脫靶或其他非預(yù)期基因組變化的問(wèn)題仍然存在。在體內(nèi)給藥也嚴(yán)重偏向于某些組織，如肝竇內(nèi)皮細(xì)胞，肝細(xì)胞上大量的唾液酸蛋白受體迄今為止一直是共軛介導(dǎo)給藥在臨床上成功的主要目標(biāo)。

亞歷克斯·馬森，Spotlight Therapeutics的聯(lián)合創(chuàng)始人

盡管重點(diǎn)報(bào)道的重點(diǎn)是優(yōu)化傳遞技術(shù)，而不是編輯器本身，但任何體內(nèi)基因編輯療法都必須應(yīng)對(duì)發(fā)生在體內(nèi)而非體外的基因組編輯的“未知的未知”可能性。Hsu說(shuō):“在體內(nèi)模型中對(duì)基因組編輯的基因組結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)、公正的分析一直是該領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)?！薄暗@需要針對(duì)每一種新的治療候選藥物分別加以解決?！?/span>

“我們知道CRISPR可以觸發(fā)一些染色體重排，”Cellectis的首席科學(xué)官Philippe Duchateau說(shuō)。他警告說(shuō)，謹(jǐn)慎的劑量對(duì)于避免脫靶效應(yīng)至關(guān)重要。他說(shuō):“用量要?jiǎng)偤脡蜻_(dá)到你想要的效果，但不要太多?！薄叭绻阍诩?xì)胞中注入太多的核酸酶，你就會(huì)開(kāi)始產(chǎn)生這些非位點(diǎn)效應(yīng)。這項(xiàng)技術(shù)將很難調(diào)整所需的劑量。”他補(bǔ)充說(shuō):“基因編輯領(lǐng)域仍處于起步階段。體內(nèi)應(yīng)用是未來(lái)的趨勢(shì)，但就目前而言，我們還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)?！?/strong>

不管準(zhǔn)備好了沒(méi)有，體內(nèi)基因編輯已經(jīng)開(kāi)始。2020年3月，Editas Medicine(與Allergan)宣布對(duì)其首位患者進(jìn)行注射CRISPR治療，以糾正導(dǎo)致失明的中心體蛋白290 (CEP290)突變。該治療通過(guò)直接注入視網(wǎng)膜的腺相關(guān)病毒血清型5 (AAV-5)載體將特異性的Cas9/gRNAs傳遞給CEP290。

https://www./articles/d41587-021-00011-9

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