Good Mood

Kun Katie Bradyn poika oli syntynyt, kaikki näytti normaalia. Sairaalan henkilökunta pisteli hänen kantapäänsä saadakseen verta rutiininomaiseen vastasyntyneiden seulontatestiin, ja hän odotti miehensä kanssa Tulosta huoletta., Pari oli kolme lasta jo — kaikki tytöt — ja ainoa asia, joka tuntui asetettu Henry lukuun ottamatta hänen sisaruksensa syntymä oli se, että hän oli poika.

Mutta seuraavina päivinä hän ei saada niin paljon painoa kuin Bradyn muut lapset oli tehnyt heti syntymän jälkeen. Sitten verikokeen tulos tuli takaisin,ja Bradyn huoli kasvoi., ”Saimme puhelun, kun hän oli kuusi päivää vanha sanonta, että hänen vastasyntyneen seulonta tuli takaisin epäselvä kystinen fibroosi”, hän sanoo, viitaten usein kuolemaan johtava geneettinen sairaus, joka kloridi voi virrata sisään ja ulos soluista normaalisti, mikä aiheuttaa liman kertymisen keuhkoihin, joka luo kasvualustan kuolemaan johtavia infektioita. Henryn ollessa kolmeviikkoinen perhe toi hänet takaisin sairaalaan, jossa lääkärit analysoivat hänen hikiään. Testi osoitti korkeita kloridipitoisuuksia, mikä vahvisti kaikkien pelot. Henryllä oli tauti.,

lääketieteellinen joukkue otti lisänäytteitä Henry verta selvittää, mitkä mutaatiot hän kuljettaa geeni juureen hänen tilansa: kystinen fibroosi läpäisevä johtokyky säädin (CFTR). ”Saimme selville hänen geenimutaationsa vasta kahdeksan viikkoa myöhemmin”, Brady sanoo. Vaikka kystinen fibroosi on yksi yleisin hengenvaarallisia geneettisiä sairauksia, jotka vaikuttavat arviolta 90000 ihmistä maailmanlaajuisesti, jotkut CFTR-mutaatiota ovat yleisempiä kuin toiset., Lisäksi kystistä fibroosia sairastavilla henkilöillä on mutaatioita molemmissa CFTR-geeneissään, joten eri ihmisillä on erilaisia mutaatioiden yhdistelmiä.

Henryllä osoittautui olevan erittäin harvinainen mutaatio CFTR-geeninsä molemmissa kopioissa. ”He ovat kertoneet, että maassa tai maailmassa on ehkä kaksi muuta ihmistä, joilla on hänen geeniyhdistelmänsä”, Brady sanoo.

Tuore asetukset

viime vuosikymmenen aikana on tuonut valtavia läpimurtoja lääkehoitoon kystinen fibroosi., Vuonna 2012 Yhdysvaltain Food and Drug Administration (FDA) hyväksyi ivakaftorin, jota myytiin kauppanimellä Kalydeco Vertex Pharmaceuticalsin Bostonissa Massachusettsissa. Ivacaftor oli ensimmäinen lääke hoitoon perimmäinen syy kystinen fibroosi pelastamalla toiminto proteiinin tekemät CFTR, ja enemmän huumeita, jotka toimivat samalla tavalla ovat tulleet sen jälkeen. Vuonna 2019, FDA hyväksyi Vertex on Trikafta, triple-lääkkeen yhdistelmä ivacaftor, elexacaftor ja tezacaftor, että lisääntynyt keuhkojen toimintaa ihmisillä, joilla on kystinen fibroosi keskimäärin 14% kliinisissä trials1., Vaikka tämä kuulostaa vain vähäinen parannus, potilaat sanovat, että he tuntevat ero jopa pieni nousu keuhkojen toimintaa. Trikafta toimii kystistä fibroosia sairastaville henkilöille, joilla on vähintään yksi kopio F508DEL-mutaatiosta CFTR-geeneissään. Se on noin 90 prosenttia niistä, joilla on kunto.

Henryllä ei kuitenkaan ole sitä mutaatiota, tai mitään muuta kourallista mutaatioita, joihin viimeaikaiset lääkkeet ovat kohdistuneet. Hän kuuluu niihin, joilla on erittäin harvinaisia CFTR-mutaatioita, jotka estävät geeniä tuottamasta minkäänlaista proteiinia., Lääkkeet eivät voi pelastaa proteiinia, koska sitä ei ole. ”Ulos tulleet lääkkeet eivät auta häntä lainkaan”, hänen äitinsä sanoo. Henryn kaltaisille potilaille geeniterapia on lupaavin toivo terveestä elämästä.

tutkijat ovat yrittäneet 30 vuoden ajan käyttää geeniterapiaa kystistä fibroosia vastaan. Aiemmissa pyrkimyksissä virukset, jotka he suunnittelivat toimittaakseen geenin työkopion soluihin, eivät toimineet tehokkaasti., Nyt, kiitos parempi vektorit ja muita innovaatioita tuottaa dna-sekvenssejä, geeni-korvaushoidoissa ovat loppusuoralla kliinisissä tutkimuksissa, ja kenttä on saamassa vauhtia.

lokakuussa 2019, Kystinen Fibroosi Säätiö, voittoa tavoittelematon järjestö, Bethesda, Maryland, ilmoitti YHDYSVALTAIN$500 miljoonaa euroa rahoitusta seuraavan kuuden vuoden tutkimus hoidot kystinen fibroosi, kuten geeni-hoidon lähestymistapoja., Ja huhtikuussa 2020, Vertex Pharmaceuticals, sanoi, että se oli kumppaneina biotekniikan yritys Affinia Therapeutics Waltham, Massachusetts, kehittää geenihoidot kystinen fibroosi.

Michael Boyle, toimitusjohtaja, Kystinen Fibroosi Säätiö, sanoo, että tutkijoiden pitäisi tutkia monia eri genetic therapies, että voisi auttaa ihmisiä, joiden sairautta ei voi hoitaa lääkkeillä, kuten Trikafta. ”Haluamme paljon laukauksia maalia kohti tässä viimeisessä ryhmässä”, hän sanoo.

Geeniperusteiset hoidot on jo hyväksytty muihin sairauksiin., Loppuvuodesta 2017, esimerkiksi FDA otsikoihin hyväksymällä in vivo-geenin korvaushoito kutsutaan voretigene neparvovec, tai Luxturna, joka kohtelee harvinainen perinnöllinen sokeuteen.

Katie Brady sanoo, että lääkärit ovat muuttaneet vireessä ja ovat paljon optimistisempia geeni-hoito vaihtoehtoja kuin ne olivat, kun Henry oli syntynyt. ”Kun hänet diagnosoitiin viisi vuotta sitten, he sanoivat, että tiede on tullut pitkälle ja isoja asioita on tulossa, mutta ne eivät olleet läheskään yhtä toiveikkaita kuin nyt”, hän sanoo. ”Se on aivan eri maailma., Meille on kahden viime vuoden aikana kerrottu, että he uskovat, että hänelle on todennäköisesti jotain, jotta hän voi elää normaalia elämää.”

julkaistaan

Tutkijat ensimmäinen identified2, että CFTR-geenin syyllinen takana kystinen fibroosi vuonna 1989. Vain vuotta myöhemmin, kaksi eri groups3,4 itsenäisesti osoitti, että se oli mahdollista ottaa käyttöön geeni ex vivo-solut käyttäen virusvektoria, jolloin solut tuottamaan CFTR-proteiinia. Tämä todiste käsitteestä vauhditti tutkimusta geeniterapiasta kystistä fibroosia vastaan käyttäen adenoviruksia virusvektoreina., Yleensä, adenovirukset aiheuttavat flunssaa tai muita hengityksen-ruoansulatuskanavan-tulehdusten, mutta tutkijat käyttivät ei-haitallisia versioita ja suunniteltu niin, että ne suorittaa CFTR geeni. Vuonna 1993 julkaistiin tämän lähestymistavan ensimmäisen kliinisen tutkimuksen tulokset5.

vuoden 1993 tutkimuksessa, suoritti joukkue, joka sisälsi biologit Iowan Yliopistossa College of Medicine Iowa City ja biotekniikka-alan yritys, Genzyme Cambridge, Massachusetts, oli varhainen yritys tällaista hoitoa kutsutaan geenin korvaaminen., Tässä lähestymistavassa geeni kulkeutuu ihmisen soluihin, mutta sekvenssi ei integroidu niiden DNA: han. Ensimmäisen kystiseen fibroosiin liittyvän geeniterapiatutkimuksen tulokset olivat kuitenkin lacklustre-kuten muissakin tutkimuksissa seuraavien vuosien aikana.

Tutkijat alkoivat huolestuttavaa, että toistuvan annon adenovirus-pohjainen hoitojen aiheuttamien kehon tuottamaan immuunivasteen, joka neutraloidaan virus, tekee hoidon tehottomaksi. Sitten iski tragedia., Vuonna 1999, 18-vuotias nimeltä Jesse Gelsinger koki adenovirus-pohjainen hoito perinnöllinen häiriö. Neljä päivää myöhemmin hän kuoli sytokiinimyrskyksi kutsuttuun valtavaan immuunireaktioon.

geeniterapian kenttä pysähtyi äkillisesti. Kun työ vähitellen uudelleen, tiedeyhteisön ojitettu adenovirukset ja vaihtoi adeno-associated virus (AAVs), jonka ajateltiin aiheuttavan lievempi immuunivastetta., Helmikuussa 1999, ennen kuin Gelsinger on traaginen kuolema, ryhmä Stanfordin Yliopiston School of Medicine Kaliforniassa oli julkaissut tuloksia kliinisestä tutkimuksesta, jossa oli kymmenen kystistä fibroosia sairastavilla potilailla, jotka saivat gene therapy, joka käytti PN vector6. Tämä ja sitä seuranneet tutkimukset eivät parantaneet oireita merkittävästi. Mutta ne eivät myöskään tuntuneet aiheuttavan adenoviruksen vektoreilla syntyneitä valtavia immunologisia ongelmia.

lääkeyhtiöt jatkavat yhä av-hoitoa kystiseen fibroosiin., Geeni-hoito yhtiö 4D Molecular Therapeutics Emeryville, Kalifornia, on useita PN-pohjainen hoitomuotojen prekliinisen kehityksen, ja Spirovant, geeni-hoito yrityksen Philadelphia, Pennsylvania, on myös noudattaa tätä lähestymistapaa. David Schaffer, on bioengineer University of California, Berkeley, ja co-perustaja 4D Molecular Therapeutics, sanoo, että yhtiö käyttää AAV, joka on suunniteltu olevan enemmän tarttuva (mutta vaaraton), joten se voi tavoittaa enemmän soluja keuhkoihin. Hänen mukaansa yritys toivoo voivansa testata tätä lähestymistapaa kystistä fibroosia vastaan kliinisissä tutkimuksissa vuonna 2021., ”Meillä on nyt johtava AAV, joka on paljon, paljon parempi kuin se, mitä klinikalla on tähän mennessä ollut kystisen fibroosin vuoksi”, Schaffer sanoo.

PN vektorit eivät ole koko rajoituksia. Pienet, jotka pystyvät parhaiten soluihin, pystyvät kantamaan vain noin 4,7 kilobaasin geenisekvenssejä., Se CFTR-geenin sekvenssi, joka on lisätty osaksi heitä on noin 4.6 kilobases, mikä tarkoittaa, että siellä on lähes ole tilaa jäljellä tutkijat sisällyttää muita sekvenssit, joka voi edistää proteiinin tuotanto-geenistä. Kuten promoottori sekvenssit olisi teoriassa lisätä tuotantoa ja tehdä vektori parempi nostaa CFTR proteiinin tasot. Spirovantin toimitusjohtaja Joan Lau sanoo, että hänen yrityksellään on patentoituja innovaatioita asian ratkaisemiseksi. ”Meillä on toimiva CFTR se on hieman lyhyempi ja vahva promoottori, joka sopii sisällä kantavuus PN”, hän sanoo.,

Spirovant ja muut yritykset ovat etsii yli AAVs samoin, joissa keskitytään erityisesti lentivirusten. Imperial College Londonin biologi Eric Alton kertoo, että lentivirukset voivat kantaa suurempaa geenisiirtoa kuin AAVs. Lentivirusten myös näyttävät vähemmän todennäköisesti neutraloidaan ja tuhonnut immuunijärjestelmän kuin AAVs, lisää Alton, joka on koordinaattori UK Kystinen Fibroosi Geenin Hoito Konsortio, joka koostuu tutkijat Imperial College London, University of Oxford ja University of Edinburgh., Lisäksi koska lentivirukset integroituvat isäntäsolujen DNA: han, niitä ei välttämättä tarvitse antaa niin usein. Konsortio on tehnyt yhteistyötä lääkealan valmistaja Boehringer Ingelheim vuonna Ingelheim, Saksa, jatkaa lentivirus-pohjainen geeniterapia vastaan kystinen fibroosi, joka on prekliinisessä vaiheessa.

Virus vaihtoehtoja

Tutkijat ovat myös näytti kuin virusvektoreista toimittaa geeni-pohjainen hoitojen. Esimerkiksi yksi lähestymistapa on ollut pistää CFTR geeni suoraan, mutta rasva molekyylejä lisätään noin se kilpi geneettisen sekvenssin hajoamista., Tutkimuksissa, joissa tätä lähestymistapaa juontavat 1990-luvun alussa. Mutta takaisin sitten, tasot proteiinin tuotanto ei ollut tarpeeksi korkea siirtää terapiassa eteenpäin — ja mikä pieni vaikutus, se ei tuota ei taida kestää tarpeeksi kauan. Vuonna 2015, yhdistyneen KUNINGASKUNNAN Kystinen Fibroosi Geenin Hoito Konsortio otti liposomi-pohjainen hoito niin pitkälle kuin vaiheen IIb trial7, mutta se vain parantaa keuhkojen toimintaa muutamalla prosenttiyksiköllä ja koskaan kehittynyt markkinoille. Alton kertoo pyrkivänsä työkavereidensa kanssa yhä tehostamaan liposomipohjaista hoitoa. ”Emme ole laittaneet sitä sivuun”, hän sanoo.,

sen sijaan, että toimittaisi viallisen CFTR-geenin DNA-koodin, jotkut ryhmät yrittävät toimittaa RNA: ta kystistä fibroosia sairastavien ihmisten auttamiseksi. Esimerkiksi therapeutics – yhtiö Translate Bio Lexingtonissa Massachusettsissa tekee tämän lähetti-RNA: n (mRNA) avulla. Normaalisti, DNA solun tumassa on kopioitu mRNA: n, joka sitten menee solun sytoplasmassa ja toimii mallina proteiinien tuotantoa. Translate Bio skips ensimmäinen vaihe toimittamalla mRNA CFTR suoraan keuhkosoluihin., Yhtiö on käynnistänyt kliinisen tutkimuksen, jossa vähintään 40 aikuista satunnaisesti saada tätä hoitoa tai lumelääkettä. Helmikuussa 2020, yritys ilmoitti, että FDA oli myöntänyt fast track-tila tämän kohtelun, mikä tarkoittaa, että Kääntää Bio on enemmän usein tapaamisia sääntelyvirasto, joka voisi päättää siirtää hoidon nopeammin kohti hyväksyntää.

toinen RNA: ta koskeva lähestymistapa tulee biofarmaseuttisesta yhtiöstä ReCode Therapeuticsista Dallasista, Texasista., Menetelmä yhtiö on kehittänyt perustuu siirtäjä-RNA (tRNA) — lyhyet sekvenssit, jotka auttavat lautta aminohapon molekyylien solun koneiston tuottamaan proteiineja. Tietyt tRNA-molekyylit myös aloittavat ja pysäyttävät tämän proteiinintuotantoprosessin. Valitettavasti jotkut kystisen fibroosin mutaatiot ennenaikaisesti rekrytoivat Trna-molekyylejä, jotka viestivät CFTR-proteiinin tuotannon pysähtymisestä. ReCode-lähestymistapa käsittää luoda tRNA molekyylejä, jotka temppu kone tulee edelleen tehdä CFTR-proteiinia., ”TRNA käytämme on todella samanlainen luonnollinen tRNA”, sanoo David Lockhart, puheenjohtaja ReCode Therapeutics, mutta kierre, jonka avulla se pitää proteiinin tuotanto menossa.

Muiden huumeiden kehittäjät työskentelevät ns. lukea läpi lähestymistapoja, jotka kannustavat solujen jättää ennenaikaisen stop-signaali tietyissä kystinen fibroosi mutaatioita. Esimerkiksi, Eloxx Lääkkeiden Waltham, Massachusetts, on suunniteltu molekyyli, joka temppuja cellular itse kone — tunnetaan ribosomin — pitää kokoaminen CFTR proteiinin välittämättä stop viestejä tRNA., Yhtiö keskeytti tämän hoidon toisen vaiheen tutkimuksensa COVID-19-pandemian vuoksi, mutta sanoo toivovansa, että kliinistä tutkimusta jatketaan pian.

Useimmat viime buzz alalla geeniterapia kystinen fibroosi on ympäröi geeniä editointi järjestelmiä, kuten CRISPR–Cas9-menetelmä, jossa DNA-potilaiden soluissa on suoraan korjata siten, että myöhemmät solujen tuottama replikointi kuljettaa toimiva versio CFTR geeni., (Sen sijaan, hoitoja toimitetaan AAVs eivät johda vaihto geenit on integroitu solujen DNA; itse asiassa ne usein häviävät ajan myötä, koska solujen liikevaihto.) Perimmäinen toive on, että potilaat voisivat jonain päivänä saada yhden CRISPR-hoidon, joka korjaa heidän keuhkosolunsa loppuiäkseen. Tämä olisi tutkijoiden mukaan todellinen lääke kystiseen fibroosiin.

Joitakin kaikkein ärsyttävä näyttöä CRISPR on lupaus tulee kokeiluja organoids — klustereita potilaiden soluja, jotka kasvavat ovat jotkut ominaisuudet urut., Elokuussa 2019, ryhmä tiedemiehiä kuten molekyyli-virustutkija Anna Cereseto University of Trento Italia osoitti, että CRISPR voisi muokata out-virheitä CFTR ja aiheuttaa geeni tuottaa toimivia proteiineja organoids8. Se teki tämän onnistuneesti myös kystistä fibroosia sairastavalta henkilöltä otetuista soluista johdetuissa hengitystiesoluissa. Ja helmikuussa 2020 mennessä, tutkijat Hubrecht Institute utrechtissa Alankomaissa käytetään tarkkaa CRISPR lähestymistapaa kutsutaan base muokkaaminen korjata mutaatio CFTR geeni, ja osoittautui, että se toimi organoids9.,

Polku kohti parannuskeinoa

Huolestuttaa edelleen siitä, miten parhaiten toimittaa geeni-pohjainen hoitojen kystinen fibroosi. Keuhkot erkanevat pienempiin ja pienempiin oksiin, ja terapian saaminen keuhkojen pienimpiin, syvimpiin osiin on hankalaa. ”Suurin haaste on toimittaa vektori niin monet epiteelisolujen vuori airways kuin mahdollista”, sanoo geneetikko Chris Boyd Edinburghin Yliopistossa isossa-BRITANNIASSA.,

Jo geeni-editointi lähestymistapa, kuten CRISPR (tai jopa lentivirusten) antaa true ’parantaa’, se on saavuttaa keuhkojen kantasoluja, sanoo Ramia Vaidyanathan, joka tutkii kantasolujen siirto Stanfordin Yliopistossa. ”Kestävä geeniterapia kystinen fibroosi,” hän sanoo, ”olisi oikea tautia aiheuttavia mutaatioita hengitysteiden kantasoluja, jotka aiheuttavat loput solujen hengitysteiden.,”Vaidyanathan oli johtaa tekijän tutkimuksessa, joka julkaistiin joulukuussa 2019 osoittaa, että CRISPR lähestymistapa olisi oikea peräti puolet ylempien hengitysteiden soluja otetaan ihmisiä, joilla on kystinen fibrosis10.

toinen huoli on, että CRISPR-terapiat saattavat muokata genomissa väärää paikkaa. Jotkut tiedemiehet sanovat, että tällaiset kohderyhmien ulkopuoliset vaikutukset voivat aiheuttaa syöpämutaatioita.

Katie Brady sanoo, että hänen perheensä tarvitsisi varmuutta siitä, että hänen poikansa mahdollisesti tulevaisuudessa saama geenipohjainen hoito on turvallista. ”Haluamme olla varmoja siitä, mitä se oikeasti tekee”, hän sanoo., Brady seuraa kuitenkin innokkaasti geenihoitojen etenemistä. ”Tiedän, että se on luultavasti reitti, että meidän täytyy mennä, koska hänen mutaatiot ovat niin harvinaisia. Olemme kaikki yrittää mitään, joka voisi auttaa Henry ja on minimaalinen sivuvaikutuksia.”