پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

در حال حاضر، تنها دو رویکرد بالینی با دوام برای قرار دادن یک ویرایشگر ژن در بدن یک بیمار انسانی زنده وجود دارد: AAV و نانوذرات لیپیدی (LNPs).  در ماه‌های اخیر، برخی از شرکت‌ها درباره کارهای منتشر نشده با استفاده از LNP برای ویرایش ژن در داخل بدن صحبت کرده‌اند، مانند اطلاعیه Tessera Therapeutics در JPM  2023

موسونورو، استاد پزشکی در دانشگاه پنسیلوانیا، مدیر بخش ژنتیک و اپی ژنتیک، گفت: «این خوب نیست که بتوانید جهش را با ویرایش ژنتیکی ترمیم کنید، اما تنها 5 درصد بازده ویرایش را در داخل بدن به دست آورید، و این به شما در مورد اکثر بیماری‌ها کمک نمی‌کند.  بنابراین، بسیار مهم است که کارایی را به دو رقمی، و واقعاً دو رقمی افزایش دهیم.  در حالی که چندین مطالعه وجود داشته است که ویرایش اولیه را در حیوانات زنده نشان داده است، کارایی آن بسیار ضعیف بوده است (در درصدهای تک رقمی).

 اکنون، یک مقاله جدید Nature Biotechnology از آزمایشگاه دیوید لیو، یک سیستم ویرایش اولیه با کارایی بالا و اثر درمانی مرتبط in vivo در موش‌های دارای سیستم AAV دوگانه را معرفی می کند که ویرایش اولیه را در مغز موش با بازده (تا 42٪)، برای بیماری آلزایمر در آستروسیت ها و کبد (تا 46٪) و برای بیماری عروق کرونر در سلول‌های کبدی را نشان داده است.

 دیوید لیو، نویسنده ارشد این مقاله گفت که برخی از شرکت‌های داروسازی برای ژن درمانی از AAV دور می‌شوند، تا حدی به دلیل چالش‌های مرتبط با دوز مجدد آن که در برخی از بیماران تولید آنتی بادی هایی را تحریک می کند که می تواند اثربخشی دوزهای بعدی را مختل کند.  این مشکل ممکن است برای درمان های ویرایش ژنی مشکلی نداشته باشد زیرا انتظار می رود بیماران فقط به یک دوز واحد نیاز داشته باشند.

 لیو، مدیر موسسه فناوری های تحول آفرین مرکین می گوید: "AAV یکی از تنها راه های تایید شده بالینی برای رساندن ماکرومولکول ها به بافت های مختلف مانند قلب و مغز است."  فن‌آوری‌های تحویل بسیاری از جمله LNP و سیستم‌های ذرات ویروس‌مانند مهندسی شده (eVLP) در حال توسعه هستند.  AAV ها تلاقی بسیار جذابی از خواص، از جمله اعتبار سنجی بالینی، تحویل به انواع بافت های مختلف مورد علاقه درمانی، و مشخصات ایمنی نسبتاً قابل درک را ارائه می دهند، حتی اگر در دوزهای بالا باعث ایجاد سمیت در بیماران شده باشند."

 از آنجایی که ویرایشگرهای ژنی اصلی بسیار بزرگ هستند، کدگذاری ویرایشگرهای اولیه به بیش از یک وکتور AAV نیاز دارد.  DNA کد کننده یک ویرایشگر اصلی باید به دو وکتور AAV مختلف تقسیم شود که هر یک قطعه متفاوتی را بیان می کنند.  مشکل این است که این دو قطعه باید به گونه ای طراحی شوند که اجزای پروتئین ترجمه شده به طور خود به خود با هم جمع شوند و سپس در پروتئین ویرایش اولیه کامل جمع شوند.  و سپس RNA راهنمای ویرایشگر اصلی (pegRNA) و اغلب یک RNA راهنمای nicking نیز باید در AAV قرار داده شود، همراه با اجزای برای بیان همه RNA ها.  دو نویسنده اول، جسی آر دیویس و ساماگیا بانسکوتا، دریافتند که چگونه می‌توانند DNA کدکننده اصلی ویرایشگر، pegRNA و RNA راهنمای nicking را در دو ناقل AAV فشرده کنند که وقتی به موش‌ها تزریق می‌شوند، سطوح بالا از سلول‌های اندام‌های مرتبط را بدون اثرات خارج از هدف ویرایش می‌کنند.

 لیو فکر می‌کند که در نهایت بهترین راه برای نشان دادن کاربرد گسترده برای یک فناوری، چه فناوری تحویل یا یک فناوری ویرایش، این است که نشان دهیم می‌توان از آن برای اعمال یا تصحیح جهش‌هایی استفاده کرد که تاکنون انتخاب نشده‌اند.

 جنبه دیگر این مطالعه درک تأثیر سن بر کارایی ویرایش بود، زیرا در مطالعات قبلی و زمینه های دیگر، در واقع می تواند تفاوت بزرگی ایجاد کند زیرا بسیاری از فناوری های ویرایش در موش های تازه متولد شده و جوان بهتر عمل می کنند.  به گفته موسونورو، که یکی از نویسندگان مقاله است، بخشی از آن مربوط به زایمان است و بخشی از آن مربوط به تکثیر و وضعیت سلول های هدف است.

 موسونورو، گفت: «در این مطالعه بسیار خوب بود که می‌توانستیم همان درمان را با حیوانات مسن‌تر ببینیم و همچنان بتوانیم ویرایش را انجام دهیم، زیرا این بدان معناست که این کار به بیماران بسیار جوان یا نوزادان محدود نمی‌شود.

 این جفت شدن چیزی است که احتمالاً در بیماران بزرگسالی که یک بیماری ژنتیکی طولانی مدت داشته اند یا شروع به تجربه علائم بالینی از یک بیماری ژنتیکی طولانی مدت کرده اند که ممکن است حتی متوجه نشوند که در تمام این سال ها به آن مبتلا بوده اند، کاملاً مرتبط و مفید خواهد بود.

 موسونورو معتقد است که این روش راه را برای ایجاد طیف گسترده‌ای از درمان‌های ویرایش اولیه باز می‌کند که به تعداد بسیار بیشتری از بیماری‌ها و گروه‌های بیماران نسبت به فناوری‌های ویرایشی پرداخته می‌شود.  «چند سال آینده فوق‌العاده هیجان‌انگیز خواهد بود، زیرا این توانایی را داریم که واقعاً بتوانیم ویرایش اصلی را در حیوانات کوچک و سپس به زودی به حیوانات بزرگ تبدیل کنیم، و در نهایت تا چند سال دیگر فاز کارآزمایی بالینی را انجام دهیم. "این برای علم پزشکی متحول کننده خواهد بود."

https://www.genengnews.com/topics/genome-editing/dual-aavs-enable-in-vivo-prime-editing/#:~:text=Now%2C%20a%20new%20Nature%20Biotechnology,to%2046%25)%20by%20installing