7 Esempi di terapia genica e applicazioni nella sanità

Gene therapy is revolutionizing assistenza sanitaria and genomic medicine. The year 2017 demonstrated terapia genica esempi e applicazioni che avevano il potenziale di portare a un migliore trattamento di condizioni mortali, compresi i tumori. Le terapie che coinvolgono la riprogrammazione cellulare hanno ricevuto l'approvazione della FDA per trattare la leucemia a cellule B e la perdita ereditaria della vista e dell'udito. La fraternità di ricerca ha osservato questo come una pietra miliare indomabile poiché i loro decenni di perseveranza per il riconoscimento della ricerca fondamentale stava finalmente pagando.

A slight recall of not too long ago reveals frequent deaths plaguing gene therapy trials that brought investigation research to an uncanny still. Scientific literature of the 1990s alarmingly account the deviations of genetic research from its fundamental principles towards the methods developed to reduce gene manipulation failures. A record shift in the course of gene therapies came by in 2015 when novel technologies such as cell engineering and gene editing showed remarkable successes. Not surprisingly, the biotecnologia e farmaceutica industries caught the attention of this development and invested coercively on these developing biotechnologies.

Gli eroi di questa storia sono gli strumenti di gene-editing (tra cui CRISPR) e la riprogrammazione genetica delle cellule come Kymriah e Yescarta. Questi prodotti di terapia genica, che comprendono Cellule T CARha stabilito la terapia genica come una valida alternativa alla chemioterapia tradizionale. Questo può essere attribuito non solo ai suoi alti tassi di successo, ma anche alla convinzione scientifica di lunga data nella capacità dell'immunità innata umana di combattere il cancro. Un'altra vittoria decisamente apprezzabile per la terapia genica è stata la sua applicazione nella cura delle condizioni sensoriali, vale a dire la perdita della vista e dell'udito ereditati, che ha ottenuto l'approvazione della FDA nella settimana finale del 2017.

Mentre assistiamo a questo cambiamento di prospettiva veementemente positivo, un altro centinaio di rapporti di risultati sperimentali aspettano di vedere la luce del giorno. Ci sono scienziati che esplorano nuovi canali di riprogrammazione cellulare, modi migliori per visualizzare la struttura del DNA di frammenti di geni che causano malattie, o la creazione di cellule staminali pluripotenti con specifiche capacità rigenerative. Quindi, c'è una pletora di progressi scientifici che devono essere scoperti per capire come si svilupperà l'ulteriore corso della terapia genica. Senza ulteriori indugi, diamo un'occhiata ai più grandi esempi di terapia genica e alle applicazioni che hanno dato il via a scoperte scientifiche ancora più grandi.

1. Cellule staminali CAR-Engineered che trattano l'HIV

Gli scienziati del Fred Hutchinson Cancer Research Center Lab dell'Università della California, Los Angeles e Washington hanno coltivato e riprogrammato cellule progenitrici del sangue dal midollo osseo per uccidere le cellule infettate dall'HIV. Questa terapia genica a lungo termine è stata riportata recentemente nella rivista PLOS Antigens, rendendola la prima applicazione di cellule progenitrici staminali emopoietiche (HSPC) nella terapia genica mediata da CAR. A partire dal successo di Kymriah, gli scienziati hanno iniziato a sondare altri potenziali costrutti cellulari che possono diventare candidati di successo per incorporare nuove proprietà terapeutiche. Il dottor Scott G Kitchen ha detto che le HSPC riprogrammate hanno un effetto duraturo, motivo per cui sono favorite rispetto alle cellule T periferiche con il recettore CD4 protettivo. Il successo preliminare dell'ipotesi nelle cellule è stato riportato sui primati e, ovviamente, non ci resta che aspettare che lo stesso venga tradotto negli esseri umani.

2. Cellule Killer Naturali ingegnerizzate contro il linfoma di Hodgkin

Come per le cellule T citotossiche, gli scienziati sono curioso sulle capacità delle cellule Natural Killer che esprimono una citotossicità adattativa anticorpo-mediata (ADCCs) contro un vasto spettro di antigeni. Le cellule Natural Killer hanno una minore possibilità di vincere sulle cellule T a causa della loro elevata attività in prossimità delle cellule tumorali. Questo è abbastanza diverso dalle cellule T che inducono cambiamenti necrotici nelle cellule tumorali attraverso molecole mirate. Pertanto, cellule killer naturali hanno bisogno di un periodo di tempo più breve per indurre lo stesso effetto delle cellule T CAR-mediate. Questa terapia potenzialmente di nicchia è ora il punto focale della ricerca attuale di Fate Therapeutics, per la quale la società ha annunciato una collaborazione con l'Università della California, San Diego. Quindi, sembra che le terapie geniche con cellule natural killer reingegnerizzate possano rientrare presto nella categoria dei trattamenti genomici mirati!

3. Microcarriers dissolvibili Corning a base di acido pectico per le terapie cellulari

Le terapie cellulari richiedono un elevato throughput di cellule ridisegnate che possono essere applicate solo se dissociate. La forma convenzionale, cioè le cellule come matrice solida immobilizzata, disturba il sistema terapeutico a causa della sua contaminazione con zuccheri indesiderati e presenta ulteriori sfide di lavorazione a valle. Le matrici immobilizzate di cellule su microcarriers simili a perle sono importanti perché formano le strutture rudimentali su cui vengono espressi anticorpi monoclonali, proteine, recettori di segnalazione cellulare o marcatori di riconoscimento. Le cellule che crescono su microcarriers diventano quasi inseparabili soprattutto dopo che si sono espanse e sviluppate al loro pieno potenziale. I microcarriers dissolvibili aumentano la loro efficacia riducendo le tossicità, le contaminazioni e aumentando l'omogeneità in modo che le cellule possano essere prontamente assorbite nel corpo e svolgere la loro azione terapeutica designata.

4. Sviluppo di sistemi di espansione cellulare per cellule ematiche e immunitarie geneticamente modificate

La leucoaferesi è stata, fino ad oggi, il processo di scelta per la raccolta e la crescita di cellule T o B per fornire terapie cellulari ai pazienti che ne hanno bisogno. Tuttavia, scalare il loro numero per aumentare l'efficienza è stata la preoccupazione immediata di R&S. Alti tassi di contaminazione accompagnano la leucoaferesi e poi il problema di fondo della manipolazione manuale è rimasto. Questo ha spinto il ricercatore di Bioprocessing, Andrew Fesnak, M.D., a incorporare sistemi di espansione cellulare chiusi, automatizzati e su larga scala. Queste unità di lavorazione delle cellule hanno eliminato l'intervento manuale, i rischi di contaminazione e i periodi di tempo più lunghi utilizzando una tecnologia di "arricchimento" ben consolidata. Risparmiatore di cellule e Sepax sono le due nuove unità automatizzate di espansione delle cellule terapeutiche di GE Healthcareche competono strettamente con Fabbrica di celle (R) di Thermo Fisher Scientific in termini di scalabilità e precisione.

5. Lo strumento AI di Microsoft per la messa a punto di CRISPR

Il potenziale di CRISPR di cambiare/cancellare o migliorare le espressioni geniche lo ha reso un fenomeno mondiale e con il gigante tecnologico Gli interessi di Microsoft crescendo immensamente nella sanità, il percorso per l'applicabilità di CRISPR sembra solo diventare più ampio e luminoso. Gli esperti computazionali di Microsoft hanno collaborato con diverse università degli Stati Uniti e hanno rilasciato Elevazione – an Intelligenza artificiale tool that alerts CRISPR su eventuali effetti indesiderati che possono accadere mentre agisce sui geni. Il team di ricerca che ha portato alla luce questo strumento di previsione di alta precisione appartiene a illustri istituzioni accademiche, tra cui il Broad Institute del MIT e Harvard, la Harvard Medical School e il Massachusetts General Hospital. Uno strumento ausiliario chiamato Azimuth accompagna Elevation, entrambi i quali sono accessibili online come software open source basato su cloud end-to-end per la progettazione di guide.

6. Esplorare le nucleasi Zinc-Finger contro la sindrome di Hunter

Quando CRISPR ha colpito i titoli dei giornali a metà del 2015, ci sono state immense conversazioni tra i biologi sulle prospettive di altri moduli di editing del genoma. Mentre alcuni li hanno liquidati come inefficienti, altri si sono semplicemente concentrati sulla maggiore utilità di TALEN e ZFN. CRISPR può aver superato le barriere di indagine ed essere entrato nel circuito clinico, ma questo non toglie il potenziale che le Zinc Finger Nucleases e le Transcriptor activator-like effector nucleases hanno. Sangamo Therapeutics ha recentemente rilasciato una dichiarazione riguardante il suo successo preliminare nella sperimentazione clinica di fase I/II in corso con un trattamento mediato da ZFN per 9 pazienti con una condizione genetica. Il 2018 è un anno cruciale per questo trial sperimentale, poiché il massimo dei pazienti dovrà ricevere la terapia genica mediata da ZFN. Un rapporto clinico positivo in questo studio clinico significherebbe che le Zinc Finger Nucleases possono essere ampiamente utilizzate in futuro come strumento parallelo di gene-editing accanto a CRISPR.

7. Terapia genica basata su cellule staminali allogeniche per la malattia di Crohn

TiGenix and Takeda – both biotecnologia companies in Belgium and Japan, respectively – have successfully displayed the treatment of fistole perianali che sono gravi manifestazioni della malattia di Crohn. Essendo una malattia autoimmune che riguarda l'intestino grande e piccolo, i pazienti di Crohn richiedono diete e farmaci specializzati. Cx601 - la terapia genica che utilizza costrutti di cellule specializzate del tessuto adiposo - è stata in grado di ridurre la deduzione delle cellule ospiti e di stimolare gli effetti immunomodulatori delle cellule T. Questa espressione unica di cellule staminali a base di tessuto adiposo ha permesso la generazione di normali cellule T regolatrici che hanno impedito la formazione di fistole perianali. Le fistole perianali presentano sfide mediche complesse e hanno effetti devastanti sui pazienti, tra cui la morte o gravi emorragie gastrointestinali. Poiché le fistole perianali si sviluppano comunemente nei pazienti con il morbo di Crohn, questo trattamento genetico allogenico (da donatori) è facilmente il miglior candidato alla sperimentazione per ridurre i rischi associati al Crohn.

Genomic treatment seems to have attained a revolutionary status in the Biotech and Pharma arena, and the path currently steeps upward. From downstream processing to lab-on-a-chip devices, every single aspect of biotech sviluppo del prodotto has been touched by genomic engineering. This makes 2018 only getting more exciting with every passing day, so it’s best to set our eyes forward and only forward!

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