پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

 هنگامی که جنیفر دودنا و امانوئل شارپنتیه فاش کردند که سیستم دفاعی ضد ویروسی باکتری Crispr-Cas9 میتواند برای ویرایش DNA ژنومی مجدداً برنامه ریزی شود، به سختی می توانستند تأثیر کشف آنها را تصور کنند.  یک جایزه نوبل و یک دهه بعد درمان های مبتنی بر این تکنیک به سمت کلینیک در حال حرکت هستند.

 فئودور اورنوف، مدیر فناوری و ترجمه در مؤسسه ژنومیکس نوآورانه در برکلی، میگوید: «با توجه به پیشرفت بزرگی که در توانایی ما برای دستکاری ژنها رخ داده است، این سرعت چشمگیر در توسعه کریسپر از کشف جذاب به ابزار درمانی کارآمد، شاید تعجبآور نباشد. تقریباً در 150 سال اول ژنتیک ما مانند ستاره شناسان بودیم.  ما میتوانستیم ستارهها و کهکشانها را ببینیم، اما هرگز نمیتوانستیم به سمت آنها پرواز کنیم، هرگز آنها را لمس نکردیم.
 کریسپر اما ما را تبدیل به فضانورد کرد.  از آنجایی که تعداد بیشماری از درمانهای مبتنی بر کریسپر برای بیماریهای متنوع مانند بیماری سلول داسی شکل، سرطان و HIV/AIDS از طریق کارآزمایی های بالینی در سه سال گذشته پیشرفت کردهاند، آنها نشان دادهاند که ویرایش ژنوم یک فرد برای درمان بیماری امکانپذیر است.  اورنوف می گوید: «این ایده خود قدیمی است.  "اما ما قبلاً هرگز فناوری مانند Crispr را نداشتیم."
 اورنوف می گوید، سه دلیل اصلی وجود دارد که چرا کریسپر ابزاری امیدوارکننده و موثر برای توسعه درمان های جدید است.  اول، بسیار اختصاصی است و به راحتی قابل سفارشی سازی است.  این می تواند اساساً به سمت هر ژن مورد نظر هدایت شود که فقط باید آن ژن را تحت تأثیر قرار دهد.  دوم، چون می تواند ژنوم اصلی را بازنویسی کند، توانایی رفع بیماری های ژنتیکی را در یک دوز دارد.  او میگوید: بسیاری از بیماریهایی که هدف قرار میگیرند سابقا با داروهای مزمن درمان میشدند.  "Crispr یک فناوری یکبار انجام است."

 در نهایت، Crispr فوق العاده همه کاره است.  می تواند ژن های معیوب را حذف یا اصلاح کند، ژنهای از دست رفته را اضافه کند و موارد دیگر.  اورنوف خود یکی از بنیانگذاران یک شرکت بیوتکنولوژی به نام Tune Therapeutics است که در حال توسعه روش هایی برای استفاده از شکل اصلاح شده کریسپر برای درمان بیماری است، نه با افزودن یا حذف ژن، بلکه با روشن یا خاموش کردن آنها.  او میگوید: «این یک تسویه حساب یکطرفه نیست.

 مکررا نویدهای کریسپر برای درمان بیماری های مختلف گزارش می شود، زیرا کارآزمایی های بالینی جدید نتایج خود را گزارش می دهند.  بیشتر آنها هنوز در مراحل اولیه هستند، اما گستردگی دامنه بیماری های مورد هدف، و نتایج عمدتا مثبت تا کنون، به این معنی است که می توان به آینده این تکنیک خوش بین بود.

 در ماه نوامبر، PACT Pharma نتایج یک آزمایش فاز 1 مربوط به گیرنده سلول T مبتنی بر کریسپر (TCR) را گزارش کرد.  درمان TCR مشابه ایمونوتراپی سلولی CAR-T رایجتر است، که در آن یک پروتئین گیرنده مهندسی شده که میتواند به سلولهای تومور متصل شود به سلولهای T بیمار اضافه میشود، اما این پتانسیل را دارد که حتی در درمان شخصی سازی شده سرطان مؤثرتر باشد.

 استفانی ماندل، مدیر ارشد علمی در PACT Pharma میگوید: مزیت بزرگ آن است که TCR میتواند آنچه را که در داخل یک سلول سرطانی میگذرد، نه فقط در سطح، تشخیص دهد، بنابراین میتوان از آن برای هدف قرار دادن هر تعداد جهش خاص برای یک سلول سرطانی توده بیمار استفاده کرد.

 ایجاد یک درمان TCR شخصی یک فرآیند پیچیده است.  ابتدا، تیم ماندل هم از تومور بیمار و هم از سلولهای خونی سالم او نمونهبرداری میکند و توالیهای ژنتیکی هر دو را برای یافتن جهشهای خاص تومور مقایسه میکند.  سپس از الگوریتمی برای پیشبینی اینکه کدام پروتئینهای جهشیافته در سطح سلولهای تومور وجود دارند، استفاده میکنند.  سپس از آن جهشها بهعنوان «قلاب ماهیگیری» استفاده میشود تا در خون بیمار تراوش کنند و به

دنبال گیرندههای سلول T میگردند که میتوانند به آنها متصل شوند.  در نهایت، تیم از کریسپر برای کپی کردن این گیرندهها در تعداد زیادی سلول T تازه استفاده میکند، که سپس دوباره به بیمار تزریق میشود، جایی که میتوانند به سلولهای تومور متصل شوند و آنها را بکشند.

 در حالی که کار هنوز در مرحله اولیه است و چندین سال دیگر برای توسعه طول می کشد تا به طور گسترده در دسترس باشد، ماندل می گوید که نتایج اولیه امیدوار کننده است.  از 16 بیمار شرکت کننده در کارآزمایی ایمنی افزایش دوز، تنها دو مورد عوارض جانبی قابل توجهی را تجربه کردند و در پنج بیمار بیماری تثبیت شد.

 درمان PACT TCR جدیدترین روش درمانی کریسپر است که نتایج خود را گزارش کرده است.  بسیاری از مؤسسات تحقیقاتی و شرکت های داروسازی دیگر در حال پیشروی در درمان طیف گسترده ای از بیماری ها هستند.

 دورترین راه در طول مسیر بالینی، درمان اختلالات خونی بیماری سلول داسی شکل و بتا تالاسمی است.  هر دوی این ها به دلیل یک شکل معیوب از ژن تولید کننده هموگلوبین در گلبول های قرمز خون ایجاد می شوند و یک داروی مبتنی بر کریسپر به نام exa-cel که توسط Crispr Therapeutics و Vertex Pharmaceuticals ساخته شده است، نویدبخش درمان هر دو بیماری با یک واحد دوز است.

 Exa-cel با ویرایش سلولهای بنیادی خون بیمار با Crispr کار میکند تا نسخه جنینی ژن هموگلوبین را که تحت تأثیر هیچ یک از این بیماریها قرار نمیگیرد، روشن کند.  هنگامی که شیمی درمانی سلول های بنیادی بیمار را در بدن از بین می برد، سلول های ویرایش شده دوباره معرفی می شوند تا جای خود را در مغز استخوان بگیرند، جایی که گلبول های قرمز جدید با هموگلوبین جنینی سالم تولید می کنند.

 آزمایشات فاز 1 در سال 2019 آغاز شد و تاکنون 75 بیمار مبتلا به بیماری سلول داسی شکل یا بتا تالاسمی تحت درمان قرار گرفته اند.  تقریباً همه آنها اساساً از بیماری خود با تعداد بسیار کمی از عوارض جانبی معالجه شده اند.  فاز 2 و 3 کارآزمایی در حال انجام است، اما این شرکت ها قصد دارند به زودی از سازمان غذا و داروی ایالات متحده و آژانس دارویی اروپا برای تأیید درخواست کنند.

 ارنوف می گوید: «این بی سابقه است.  این فوقالعاده است که آنها توانستهاند این کار را در مدت زمان کوتاهی انجام دهند.»

 هر دو درمان PACT Pharma و Vertex/Crispr Therapeutics به صورت خارج از بدن انجام می شوند، به این معنی که سلول های بیمار از بدن خارج می شوند، با کریسپر اصلاح می شوند و سپس بازگردانده می شوند.  شرکت های دیگر مسیر مستقیمتر و چالش برانگیزتر تحویل Crispr را در داخل بدن دنبال می کنند تا مشکل آن را برطرف کنند.

 یکی از این شرکت ها Intellia Therapeutics است.  آنها دو داروی کاندید دارند، NTLA-2001 و NTLA-2002، در آزمایشات بالینی در مراحل اولیه برای آمیلوئیدوز ترانس تیرتین (ATTR)، یک اختلال تاخوردگی پروتئین که بر اعصاب، قلب، کلیه ها و چشم ها تأثیر می گذارد و آنژیوادم ارثی که باعث تورم غیر قابل پیش بینی شدید در قسمت های مختلف بدن می شود.

 هر بیماری ناشی از جهش در یک ژن است و داروها با استفاده از کریسپر برای از بین بردن ژن جهش یافته عمل می کنند و سطح پروتئین معیوب در گردش را کاهش می دهند.  این داروها مستقیماً به بیماران تزریق میشوند و سیستم کریسپر درون نانوذرات لیپیدی قرار میگیرد که ترجیحاً توسط کبد، عضوی که ژنها در آن دارای بیشترین فعالیت هستند، جذب میشوند.

 کارآزمایی های در حال انجام فاز 1 هر دو دارو تاکنون پروفایل های ایمنی خوبی را نشان دادهاند.  درمان های In vivo Crispr دارای خطر بیشتری برای عوارض جانبی ناشی از هدف قرار دادن اشتباه توسط ویرایشگرهای ژنی محل اشتباه در ژنوم هستند، اما عوارض جانبی که تاکنون مشاهده شده اند، همگی خفیف بوده اند.

 ایان کارپ، معاون ارشد ارتباطات Intellia، میگوید این مطالعات همچنین نشان داده اند که این داروها می توانند به میزان قابل توجهی میزان پروتئین های متخلف را کاهش دهند، تا حدی که با داروهای موجود قابل دستیابی نیست.  و داروهای کریسپر این مزیت را دارند که به جای نیاز به تزریق مکرر هر چند روز یا چند هفته یکبار، تک دوز انجام گیرند.

 Crispr همچنین در حال توسعه برای درمان است که نسخه های معیوب DNA خود را هدف قرار نمی دهد، بلکه تهاجمات خارجی را نیز هدف قرار می دهد.  Excision Biotherapeutics در حال آزمایش درمانی برای HIV است که پتانسیل درمان عفونت را با یک دوز دارد.  دانیل دورنبوش، مدیر اجرایی این شرکت میگوید: «ما از Crispr برای همان هدفی که در طبیعت تکامل یافته، برای دفاع در برابر ویروس استفاده میکنیم.

 این درمان با استفاده از Crispr برای جستجوی DNA رتروویروسی که خود را در ژنوم سلولهای لنفوئیدی ادغام کرده و بیشتر آن را حذف میکند، عمل میکند و اساسا HIV را از سلول حذف میکند.  با وجود اینکه این دارو به صورت سیستمیک تجویز می شود، دورنبوش می گوید که خطر اثرات خارج از هدف کم است.  این دارو برای هدف قرار دادن DNA ویروسی با توالی ژنتیکی بسیار متفاوت با ژن های انسانی طراحی شده است، بنابراین احتمال ناهماهنگی کمی وجود دارد.  او میگوید تا کنون، این شرکت هیچ شواهدی از اثرات خارج از هدف چه در شرایط آزمایشگاهی و چه در مدلهای حیوانی ندیده است.

 اکسیزیون اکنون یک کارآزمایی بالینی فاز 1/2 را آغاز کرده است.  این مطالعه عمدتاً بر ایمنی و توزیع زیستی متمرکز است - آیا دارو به بافتهای مناسب میرسد و آیا DNA مناسب را برش میدهد - اما همچنین ارزیابی میکند که آیا شرکتکنندگان قادر به توقف مصرف داروهای ضدرتروویروسی بدون مشاهده بازگشت بیماری هستند یا خیر.  دورنبوش می گوید که این شرکت قصد دارد تا در سال 2023 اطلاعات ایمنی و احتمالاً برخی از کارایی اولیه را اعلام کند.

 اورنو می گوید که این نمونه ها، همراه با بسیاری از درمان های در حال توسعه، نشان می دهند که Crispr در راه تبدیل شدن به یک درمان اصلی است.  بیش از 5000 بیماری ناشی از جهش در یک ژن وجود دارد و کریسپر می تواند به مقابله با تعداد زیادی از آنها کمک کند.  او میگوید: «ما در مسیر روشنی هستیم تا کریسپر از یک درمان برای چند اختلال ژنتیکی نادر، به بیماریهای رایجتر و در نهایت پیشگیری، برود.»

 هنوز چالش های بزرگی در پیش است.  غلبه بر مسائل ایمنی بالقوه یکی است، اما بزرگترین چالش عدالت سلامت خواهد بود.  اطمینان حاصل شود که مزایای کریسپر فقط محدود به کسانی نیست که توانایی مالی دارند، یا به بیماری هایی که به اندازه کافی رایج هستند که سرمایه گذاری را با وعده بازدهی بزرگ برای شرکت توجیه کنند، محدود نمی شود.

 در حالی که کریسپر این پتانسیل را دارد که بسیار ارزانتر و در دسترستر از سایر درمانهای ژنتیکی باشد، که میتواند از 500000 دلار (406000 پوند) تا 3.5 میلیون دلار در سال برای هر بیمار هزینه داشته باشد، اولین داروهای کریسپر احتمالاً همچنان برچسب های قیمتی چشمگیر خواهند داشت.  اورنو از Vertex و Crispr Therapeutics انتظار دارد که داروی بیماری سلول داسی شکل خود را «حدوداً 2 میلیون دلار» قیمت گذاری کنند، که مشکلاتی را در دسترسی ایجاد می کند، زیرا اکثر افراد مبتلا به بیماری سلول داسی شکل در ایالات متحده بیمه درمانی خصوصی ندارند.

 اورنوف میگوید: «اگر داروهای کریسپر ۳ میلیون دلار قیمت داشته باشند، آنها فقط برای بیماریهایی با جمعیت بیماران با اندازه معقول ساخته میشوند».  اما 6000 بیماری ژنتیکی نادر وجود دارد - چه کسی قرار است برای آنها درمان ایجاد کند؟

 اما با وجود این چالش ها، اورنوف میگوید، وعده کریسپر برای تبدیل شدن به یک فناوری جدید درمانی انقلابی بینظیر است.  او میگوید: «کریسپر یک پیشرفت تدریجی نیست، بلکه روشی اساساً متفاوت برای رسیدن به یک هدف است.  "این بار تله موش فایده ای نخواهد داشت - و کریسپر مانند یک گربه عمل خواهد کرد"


https://www.chemistryworld.com/news/crispr-moves-into-the-clinic/4016694.article