Produkcja najnowocześniejszych leków – i potencjalnie leczących: terapii genowych i komórkowych

Autor: Abbey Slattery

Terapie genowe i komórkowe torują drogę przełomowym terapiom i potencjalnym lekom na poważne choroby, od rdzeniowego zaniku mięśni po chorobę Pompego.

Pionierscy naukowcy w tej dziedzinie nazywają Karolinę Północną domem.

W badaniach dr Jude Samulskiego z Uniwersytetu Karoliny Północnej w Chapel Hill wykorzystano wirusa związanego z adenowirusem do stosowania w terapiach genowych. Powstały jego odkrycia Bamboo Therapeutics, obecnie część firmy Pfizer, I AskBio przejęte przez Bayera. Doktor Charles Gersbach kieruje Centrum Zaawansowanych Technologii Genomicznych na Uniwersytecie Duke, którego badania CRISPR stanowią podstawę pół tuzina start-upów. Doktor Rodolphe Barrangou z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej używa innego enzymu CRISPR do edycji genów. Technika ta leży u podstaw prac Locus Biosciences.

Dzięki tym fundamentom mocne strony Karoliny Północnej w zakresie produkcji biologicznej w naturalny sposób utworzyły klaster producentów terapii genowych i komórkowych, w tym Novartis Gene Therapies, Audentes, spółkę Astellas i nie tylko.

„Terapia genowa łagodzi podstawową przyczynę chorób genetycznych i nabytych. Ma na celu leczenie chorób poprzez wymianę, inaktywację lub wprowadzenie genów do komórek – wewnątrz ciała, in vivo, poza ciałem lub ex vivo” – powiedział Jimmy Weirich, wiceprezes i kierownik ośrodka w Novartis Gene Therapies, firmie zajmującej się globalna firma z branży opieki zdrowotnej z głównym zakładem produkcyjnym w Durham. „Każda terapia komórkowa i genowa projektowana jest w oparciu o szczegółowe informacje o przyczynach choroby pacjenta. Zamiast leczyć objawy, terapia genowa działa poprzez naprawę lub wzmacnianie komórek na poziomie genetycznym.

Według Weiricha celem terapii genowej jest zatrzymanie choroby lub odwrócenie jej postępu, a nie jedynie łagodzenie objawów. Leczenie często podaje się tylko raz.

Celem firmy Novartis Gene Therapies jest opracowywanie i komercjalizacja terapii genowych dla pacjentów i rodzin dotkniętych rzadkimi i zagrażającymi życiu neurologicznymi chorobami genetycznymi. Już wstępna terapia genowa leku na rdzeniowy zanik mięśni została zatwierdzona w USA, Japonii, Unii Europejskiej, Izraelu, Brazylii i Kanadzie.

Terapia ta, flagowa terapia genowa firmy w neurologii, Zolgensma, została zatwierdzona w maju 2019 r. w USA do leczenia dzieci w wieku poniżej dwóch lat chorych na SMA. Podawany w jednorazowym wlewie, lek pomaga zatrzymać nieodwracalną utratę neuronów ruchowych i postęp choroby.

Opracowując tę terapię, firma Novartis Gene Therapies ma nadzieję zmienić życie osób cierpiących na SMA.

„Branża opieki zdrowotnej w ogóle – a terapia genowa w szczególności – rozwija się niezwykle szybko i zmienia się każdego dnia. To ekscytujące i wymaga ludzi, którzy chcą inaczej myśleć o wyzwaniach i rozwiązaniach niezbędnych do osiągnięcia sukcesu” – powiedział Weirich. „W ostatecznym rozrachunku chodzi jednak przede wszystkim o naszych pacjentów. Świadomość, że dzięki naszej ciężkiej pracy możemy zmienić życie jednego pacjenta i jego rodziny, to niesamowite uczucie. Nie ma zbyt wielu branż ani zawodów o takim charakterze.”

W Audentes firma skupia się na podobnych celach, wykorzystując terapie genowe do leczenia chorób zagrażających życiu i często rzadkich. Audentes, z siedzibą w Kalifornii, a obecnie budowaną placówką w Sanford, opracowuje terapie genowe do leczenia takich schorzeń, jak miopatia miotubularna sprzężona z chromosomem X, choroba Pompego, dystrofia mięśniowa Duchenne'a i dystrofia miotoniczna.

Firma realizuje obecnie plany budowy najnowocześniejszego zakładu produkcyjnego terapii genowej o wartości $109 milionów, w którym zatrudnionych będzie 200 osób. Zwiększanie zasięgu w Trójkącie stwarza dalsze możliwości dla tego obszaru, uzupełniając ogólny potencjał terapii genowych.

„Jedną z prawdziwych korzyści, jakie mamy, jeśli chodzi o wykorzystanie DNA jako środka terapeutycznego, jest jego niewiarygodna elastyczność. Służy jako podstawowe instrukcje umożliwiające tworzenie przeciwciał, białek enzymatycznych lub cząsteczek RNA w ramach terapii genowej. Można wziąć ten bardzo prosty element konstrukcyjny i zaprojektować go w sposób umożliwiający interakcję i zmianę niemal każdego aspektu biologii komórkowej, a także przekierować go i ponownie skupić w sposób, który naszym zdaniem będzie korzystny dla pacjenta” – powiedział Mathew Pletcher, Doktor, starszy wiceprezes ds. badań w Audentes.

„Terapia genowa polega na tym, że bierze łagodnego wirusa i pozbywa się elementów wirusa, które umożliwiają wirusowi replikację i tworzenie wielu kopii. Pozbywamy się tego, a następnie umieszczamy DNA, które chcemy dostarczyć do komórek. Zatem przejmujemy kontrolę nad czymś, co istnieje w naturze i teraz wykorzystujemy to jako narzędzie do dostarczania genów terapeutycznych z powrotem do komórek pacjenta”.

W przypadku choroby takiej jak dystrofia mięśniowa Duchenne’a Audentes może zastosować terapię genową do wdrożenia takich interwencji, jak pomijanie eksonów – rodzaj splicingu RNA, który przekierowuje komórki w celu pominięcia mutacji. Dzięki tym technikom naukowcy mogą przywrócić normalne funkcjonowanie genu poprzez usunięcie mutacji.

Locus Biosciences opracowuje produkty antybakteryjne wykorzystujące bakteriofagi wzmocnione CRISPR. Działając na określone bakterie, firma biotechnologiczna z Morrisville stosuje terapię precyzyjną w leczeniu chorób bakteryjnych, w możliwie najmniejszym stopniu zakłócając mikrobiom pacjentów.

„Historycznie rzecz biorąc, bakteriofagi nie były wystarczająco skuteczne w walce z poważnymi infekcjami, ponieważ bakterie i bakteriofagi ewoluowały wspólnie przez miliardy lat, tworząc swego rodzaju relację drapieżnik-ofiara, dzięki czemu znajdują się w tego rodzaju równowadze ekologicznej. Rozwiązaliśmy ten problem, zwiększając zdolność bakteriofaga do zabijania za pomocą CRISPR” – powiedział Joseph Nixon, starszy wiceprezes ds. rozwoju biznesu w firmie Locus. „Dodajemy CRISPR-Cas3 — zamiast przecinać docelowe DNA jak nożyczkami, rozdrabnia je lub przeżuwa jak Pac-Man. To, co robimy, polega na umieszczeniu konstruktów CRISPR-Cas3 w bakteriofagu i stworzeniu w ten sposób podwójnego mechanizmu działania pomiędzy samym bakteriofagiem, zabijając część docelowych komórek bakteryjnych, a następnie CRISPR-Cas3 zabijając resztę.”

Dzięki takiemu ukierunkowaniu leczenia Locus jest w stanie wytwarzać produkty, które są znacznie skuteczniejsze niż inne produkty bakteriofagowe. Opracowywane przez nią produkty są wykorzystywane do zwalczania infekcji bakteryjnych i chorób mikrobiomu, w tym schorzeń takich jak nieswoiste zapalenie jelit i rak jelita grubego.

Audentes, Novartis Gene Therapies i Locus pomagają w opracowywaniu terapii genowych i komórkowych, które mogą zmienić życie milionów ludzi na całym świecie i leczyć choroby w sposób, który wcześniej nie był możliwy. Oprócz leków i metod leczenia oferowanych przez firmy, inne firmy stosują podobne metody w leczeniu takich schorzeń, jak wrodzona ślepota, rak, cukrzyca, zaburzenia metaboliczne i inne.

„Audentes naprawdę jest jednym z pionierów wyznaczających ten nowy kurs i innowacyjne podejście, które naszym zdaniem może naprawdę zmienić cały krajobraz medycyny – sposób, w jaki ją dostarczamy i wpływ, jaki może ona wywrzeć” – powiedział Pletcher. „Ostatecznie jesteśmy na początku naprawdę ekscytującej transformacji w medycynie, która naprawdę zmieni życie ludzi. Mając zalążek takich firm jak nasza, rozwój w regionie może przerodzić się w lawinę, w ramach której wszyscy będziemy nadal budować jeden na drugim”.

Dodał Nixon: „Trójkąt ma znacznie niższe koszty niż w innych wiodących obszarach, takich jak Boston i San Francisco. Te niższe koszty, szczególnie w przypadku firm takich jak Locus, gdzie finansujemy się ze środków inwestorów, pozwalają nam osiągnąć więcej za tę samą kwotę. I oczywiście programy realizowane w Centrum NCBiotech mają kluczowe znaczenie dla rozwoju i utrzymania branży nauk przyrodniczych w stanie”.

W miarę jak lawina możliwości nabiera tempa, firmy takie jak ta potrzebują wykwalifikowanej siły roboczej. Według Weiricha idealny kandydat do branży powinien posiadać odpowiednie przeszkolenie i wykształcenie, ale także ciekawość i pasję pomagania innym.

„W tej branży dostępnych jest wiele ofert pracy i, co ważniejsze, możliwości kariery. Niezależnie od roli na stanowisku, dla wszystkich naszych pracowników najważniejsza jest świadomość, że praca, którą wykonują na co dzień, ma bezpośredni wpływ na naszą zdolność do opracowywania terapii ratujących życie naszych pacjentów, a w przypadku leku Zolgensma nasi pracownicy dosłownie ratują życie noworodków” – powiedział Weirich. „Co najważniejsze, szukamy osób, które tak samo jak my pasjonują się misją zmiany życia osób i rodzin stojących przed wyzwaniem, jakim są rzadkie choroby”.

Pierwotnym źródłem: Wiadomości WRAL