7 ヘルスケアにおける遺伝子治療の例と応用

Gene therapy is revolutionizing ヘルスケア and genomic medicine. The year 2017 demonstrated 遺伝子治療 癌をはじめとする致命的な疾患の治療につながる可能性のある事例やアプリケーションを紹介しました。B細胞白血病や遺伝性の視力・聴力障害の治療に、細胞の再プログラミングを用いた治療法がFDA（米国食品医薬品局）に承認されたのです。研究者たちは、基礎研究を認めてもらうために何十年も続けてきた努力がようやく報われた、不屈のマイルストーンだと評価した。

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 バイオテクノロジーとファーマ industries caught the attention of this development and invested coercively on these developing biotechnologies.

この物語の主人公は、遺伝子編集ツール（含む CRISPR)などの細胞の遺伝子初期化を行います。 キムリア とYescartaを使用しています。これらの遺伝子治療製品は、以下のように構成されています。 CAR T-cellこのように、遺伝子治療は、従来の化学療法に代わる有効な手段として確立されました。これは、成功率の高さだけでなく、人間が本来持っている免疫力ががんと闘う能力を持っているという長年の科学的信念によるものである。また、遺伝子治療は、遺伝性の視力低下や難聴などの感覚障害の治療にも応用され、2017年の最後の週にFDA（米国食品医薬品局）の承認を得ました。

私たちがこのような前向きな変化を目の当たりにしている間にも、さらに100の実験結果の報告が日の目を見るのを待っています。新しい細胞初期化の方法を模索している科学者、病気の原因となる遺伝子断片のDNAフレームワークを可視化する優れた方法を模索している科学者、特定の再生能力を持つ多能性幹細胞を作成している科学者などです。このように、遺伝子治療の今後の展開を理解するためには、多くの科学的進歩が必要なのです。ここでは、さらなる科学的ブレークスルーのきっかけとなった、偉大な遺伝子治療の事例と応用例をご紹介します。

1.CARで作られた幹細胞によるHIV治療

カリフォルニア大学ロサンゼルス校とワシントン校のフレッドハッチンソンがん研究センターの研究者たちは、培養して再プログラム化した 骨髄からの血液前駆細胞 HIVに感染した細胞を死滅させることができました。この長期にわたる遺伝子治療は、最近、PLOS Antigens誌で報告され、CARを介した遺伝子治療に造血幹前駆細胞（HSPC）を適用した世界初の例となりました。Kymriahの成功を受けて、科学者たちは、新たな治療特性を備えた成功候補となりうる他の細胞構成物の調査を始めました。スコット・G・キッチン博士は、再プログラムされたHSPCは効果が持続するため、保護用のCD4受容体を持つ末梢性T細胞よりも好まれる理由だと述べています。この仮説の細胞内での予備的な成功は霊長類で報告されたものであり、当然のことながら、我々にできることは、同じことがヒトで翻訳されるのを待つことだけです。

2.ホジキンリンパ腫に対する遺伝子組換えナチュラルキラー細胞

細胞障害性T細胞と同様に 科学者は 膨大な種類の抗原に対して適応的な抗体介在性細胞傷害性（ADCC）を発現するナチュラルキラー細胞の能力について興味を持った。ナチュラルキラー細胞は、腫瘍細胞の近くで高い活性を発揮するため、T細胞よりも勝率が低いと言われている。これは、標的分子を用いて腫瘍細胞に壊死的変化をもたらすT細胞とは全く異なります。そのため ナチュラルキラー細胞 は、CARを介したT細胞と同じ効果を得るためには、より短い期間が必要となります。このニッチな治療法は、Fate Therapeutics社の現在の研究テーマであり、同社はカリフォルニア大学サンディエゴ校との共同研究を発表しています。このように、再構築されたナチュラルキラー細胞を用いた遺伝子治療は、近い将来、標的ゲノム治療のカテゴリーに入ると思われます。

3.細胞治療のためのペクチン酸ベースのコーニング社製溶解性マイクロキャリア

細胞治療では、再設計された細胞を高いスループットで使用する必要がありますが、これは解離された状態でのみ適用可能です。従来の方法、すなわち細胞を固体の固定化マトリックスとして使用する方法では、望ましくない糖が混入することにより治療システムに支障をきたし、さらに下流工程での課題が生じます。に細胞を固定化したマトリックスは ビーズ状のマイクロキャリア は、モノクローナル抗体、タンパク質、細胞シグナル受容体、認識マーカーなどが発現するための初歩的な構造を形成するという点で重要である。マイクロキャリア上で培養された細胞は、特にその潜在能力を最大限に発揮して増殖・発達した後は、ほとんど切り離せないものとなります。溶解可能なマイクロキャリアは、細胞が体内に容易に吸収され、指定された治療効果を発揮できるように、毒性や汚染を低減し、均質性を高めることで、その有効性を高めます。

4.遺伝子編集された血液細胞や免疫細胞のための細胞拡張システムの開発

細胞治療を必要とする患者さんにT細胞やB細胞を届けるためには、白血球を採取して増殖させる方法が今日まで選択されてきました。しかし、その数を増やして効率を上げることは、研究開発にとって喫緊の課題でした。白血球穿刺には高い汚染率がつきもので、さらに手作業による根本的な問題が残っていたのです。そこで、バイオプロセス研究者のアンドリュー・フェズナック博士は、大規模な自動閉鎖型細胞拡張システムを導入することにしました。これらの細胞処理装置は、確立された "濃縮 "技術を用いて、手作業、汚染のリスク、長時間の処理を排除しました。 Cell Saver とSepax社の2つの新しい治療用細胞自動培養装置です。 GEヘルスケアと密接に競合しています。 セルファクトリー (サーモフィッシャーサイエンティフィック社の「R」を使用しています。

5.CRISPRを微調整するマイクロソフトのAIツール

CRISPRは、遺伝子の発現を変化させたり、切断したり、改善したりする可能性があるため、世界的な現象となっており、ハイテク企業である マイクロソフトの関心事 医療の分野で大きな成長を遂げているCRISPRの応用の道は、ますます広がっていくと思われます。マイクロソフト社のコンピュータ専門家は、米国内の複数の大学と協力して、以下のように発表しました。 標高 – an 人工知能 tool that alerts CRISPR 遺伝子に作用する際に起こりうる望ましくない影響を予測することができます。この高精度な予測ツールを開発した研究チームは、マサチューセッツ工科大学とハーバード大学のブロード研究所、ハーバード大学医学部、マサチューセッツ総合病院などの著名な学術機関に所属しています。また、「Elevation」には「Azimuth」という補助ツールが付属しており、これらはクラウド型のエンド・ツー・エンドのガイドデザイン・オープンソース・ソフトウェアとしてオンラインでアクセスできます。

6.ハンター症候群に対するジンクフィンガーヌクレアーゼの探索

2015年半ばにCRISPRが話題になったとき、生物学者の間では他のゲノム編集モジュールの見通しについて計り知れない会話が交わされました。他のゲノム編集モジュールを非効率的だと切り捨てる人もいれば、TALENやZFNの有用性が高まっていることに再び注目する人もいました。CRISPRが研究の壁を越えて臨床の場に登場したとしても、ジンクフィンガーヌクレイスやトランスクリプターアクチベーターライクエフェクターヌクレイスが持つ可能性を奪うものではありません。Sangamo Therapeutics社は先日、遺伝子疾患を持つ9人の患者を対象としたZFNを介した治療法で進行中の第I/II相臨床試験の予備的成功に関する声明を発表しました。2018年は、最大で患者がZFNを介した遺伝子治療を受けることになるため、この治験にとって重要な年となります。この臨床試験で肯定的な報告がなされれば、将来的にジンクフィンガーヌクレアーゼがCRISPRと並行して遺伝子編集ツールとして広く使用されることを意味します。

7.同種の幹細胞を用いたクローン病の遺伝子治療

TiGenix and Takeda – both バイオテクノロジー companies in Belgium and Japan, respectively – have successfully displayed the treatment of 肛門周囲の瘻孔 は、クローン病の重篤な症状の一つです。クローン病は、大腸や小腸を侵す自己免疫疾患であり、患者は特別な食事や薬を必要とします。Cx601は、特殊な脂肪組織細胞を利用した遺伝子治療で、宿主細胞の控除を減らし、T細胞の免疫調節作用を促進することができました。この脂肪組織由来の幹細胞のユニークな発現により、正常な制御性T細胞の生成が可能となり、肛門周囲瘻孔の形成を防ぐことができました。肛門周囲瘻孔は複雑な医学的課題を抱えており、死亡や重度の消化管出血など、患者に壊滅的な影響を与える。肛門周囲瘻孔はクローン病の患者によく発生するため、この同種の（ドナーからの）遺伝子治療は、クローン病に関連するリスクを低下させるための最良の臨床試験の候補であると言えます。

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 製品開発 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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