ระบบส่งยาให้ความหวังรักษาโรคทางพันธุกรรม – Harvard Gazette

ทีมนักวิจัยที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์ของ Harvard และ Broad Institute ได้พัฒนาระบบส่งยาใหม่โดยใช้อนุภาคคล้ายไวรัส (eVLPs) ที่ปราศจาก DNA ที่ออกแบบทางวิศวกรรม ซึ่งสามารถแก้ไขยีนที่เกี่ยวข้องกับคอเลสเตอรอลสูงและฟื้นฟูการมองเห็นบางส่วนในหนู

เนื่องจาก eVLP เปิดใช้งานได้อย่างปลอดภัยกว่า ในร่างกาย การส่งมอบสารแก้ไขยีนมากกว่าวิธีการทางคลินิกบางวิธีที่มีประสิทธิภาพเทียบเท่าหรือสูงกว่า แพลตฟอร์มใหม่นี้ให้คำมั่นสัญญาว่าจะสามารถส่งมอบโมเลกุลขนาดใหญ่เพื่อการรักษาโดยมีความเสี่ยงน้อยกว่าในการแก้ไขนอกเป้าหมายหรือการรวม DNA

ในบทความที่ตีพิมพ์ใน Cell นักวิจัยให้รายละเอียดว่าพวกเขาพัฒนาอนุภาคคล้ายไวรัสเพื่อส่งตัวแก้ไขพื้นฐาน โปรตีนที่ทำการเปลี่ยนแปลงตัวอักษรเดี่ยวที่ตั้งโปรแกรมได้ใน DNA และ CRISPR-Cas9 nuclease โปรตีนที่ตัด DNA ที่ไซต์เป้าหมายใน จีโนม ผู้เขียนระบุปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพการนำส่งอนุภาคเหมือนไวรัส และแสดงให้เห็นว่าวิศวกรรมอนุภาคเหล่านี้สามารถเอาชนะข้อจำกัดทางโครงสร้างหลายด้านต่อศักยภาพของพวกมัน eVLP ของทีมเป็นอนุภาคคล้ายไวรัสตัวแรกที่ให้ระดับการรักษาของตัวแก้ไขพื้นฐานแก่เซลล์หลายประเภทในสัตว์ที่โตเต็มวัย

David Liu ผู้เขียนอาวุโสของหนังสือพิมพ์ Thomas Dudley Cabot ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและแกนกลางกล่าวว่า “การส่งโมเลกุลขนาดใหญ่เพื่อการรักษาไปยังเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในสัตว์ และในที่สุดในผู้ป่วย เป็นหนึ่งในความท้าทายที่สำคัญที่สุดในวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต คณาจารย์ของ Broad “มักจะมีการออกจากที่สูงชันมากระหว่าง ในหลอดทดลอง และ ในร่างกาย ดังนั้นเราจึงตัดสินใจตั้งแต่เนิ่นๆว่าเทคโนโลยีการจัดส่งใหม่ของเราต้องมีประสิทธิภาพที่ดีในแบบจำลองสัตว์”

งานนี้นำโดยสมาชิกของห้องปฏิบัติการของ Liu รวมถึงเพื่อนดุษฎีบัณฑิต Samagya Banskota และ Aditya Raguram นักศึกษาชีววิทยาเคมีใน Graduate School of Arts and Sciences โดยได้รับความร่วมมือจากทีมวิจัยที่นำโดย Krzysztof Palczewski ที่ UC Irvine และ Kiran Musunuru ที่ มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย

ระบบการนำส่งใหม่นี้พบการใช้งานแบบใหม่สำหรับอนุภาคที่เหมือนไวรัส และสร้างจากความสำเร็จของตัวแก้ไขพื้นฐาน ซึ่ง Liu Lab พัฒนาขึ้นในปี 2559 เพื่อเขียนเบส DNA แต่ละรายการขึ้นมาใหม่ เช่น การกลายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคทางพันธุกรรมหลายพันโรค

อนุภาคคล้ายไวรัสได้รับการศึกษามานานแล้วว่าเป็นพาหนะในการนำส่งยา เนื่องจากพวกมันสามารถขนส่งสินค้าระดับโมเลกุลและขาดสารพันธุกรรมของไวรัส พวกเขาจึงสามารถใช้ประโยชน์จากประสิทธิภาพและข้อได้เปรียบในการกำหนดเป้าหมายเนื้อเยื่อของการส่งไวรัสโดยไม่มีข้อเสียของการใช้ไวรัสจริง ซึ่งสามารถแทรกสารพันธุกรรมเข้าไปในจีโนมของเซลล์และอาจทำให้เกิดมะเร็งและ โรคอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม กลยุทธ์การนำส่ง VLP ที่มีอยู่มีประสิทธิภาพการรักษาที่จำกัด ในร่างกาย

ทีมงานระบุข้อจำกัดในการจัดส่งและออกแบบส่วนประกอบของ VLP อย่างเป็นระบบเพื่อเอาชนะปัญหาคอขวดของบรรจุภัณฑ์ การนำออกใช้ และการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น ในการทำเช่นนั้น พวกเขาได้พัฒนา eVLP รุ่นที่ 4 ซึ่งบรรจุโปรตีนคาร์โก้มากกว่าการออกแบบก่อนหน้านี้ถึง 16 เท่า และทำให้ประสิทธิภาพการแก้ไขในเซลล์และสัตว์เพิ่มขึ้นแปดถึง 26 เท่า

ทีมงานได้ทดสอบระบบ eVLP ที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อส่งตัวแก้ไขพื้นฐานไปยังตับในหนู ซึ่งพวกเขาแก้ไขยีนที่สามารถลดระดับคอเลสเตอรอลที่ “ไม่ดี” ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การฉีด eVLP เพียงครั้งเดียวส่งผลให้มีการแก้ไขยีนเป้าหมายโดยเฉลี่ย 63 เปอร์เซ็นต์ และระดับโปรตีนลดลง 78 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงต่อโรคหลอดเลือดหัวใจได้อย่างมาก

“เป้าหมายของคอเลสเตอรอลนั้นน่าสนใจเป็นพิเศษ เพราะไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับผู้ป่วยโรคทางพันธุกรรมที่หายากเท่านั้น” Raguram กล่าว “เราหวังว่านี่จะเป็นตัวอย่างหนึ่งของการแก้ไขจีโนมที่เป็นประโยชน์ต่อประชากรจำนวนมาก เนื่องจากระดับคอเลสเตอรอลส่งผลกระทบต่อสุขภาพของผู้คนหลายพันล้านคน”

นักวิจัยยังใช้การฉีด eVLP เพียงครั้งเดียวเพื่อแก้ไขการกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรคในหนูที่มีความผิดปกติของจอประสาทตาทางพันธุกรรม ส่งผลให้การมองเห็นบางส่วนกลับคืนมา

ในอนาคต Banskota มองโลกในแง่ดีว่านักวิทยาศาสตร์จะใช้งาน eVLP ได้ค่อนข้างง่ายเนื่องจากความเรียบง่ายและความเก่งกาจของระบบ

“เนื่องจากระบบของเราค่อนข้างเรียบง่ายและได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมได้ง่าย จึงช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ สามารถนำและต่อยอดจากเทคโนโลยีนี้ได้อย่างรวดเร็ว” บันสโกตากล่าว “นอกเหนือจากตัวแก้ไขยีน eVLPs มีความสามารถในการขนส่งโมเลกุลขนาดใหญ่อื่น ๆ ที่มีศักยภาพในการรักษามากมาย”

งานนี้ได้รับการสนับสนุนจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติ มูลนิธิ Bill & Melinda Gates และสถาบันการแพทย์ Howard Hughes

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*