Bolji DNK materijal za gensku medicinu

Za naš imunološki sustav, potencijalno spasonosna genska terapija može izgledati kao opasna infekcija. To je zato što većina genetske medicine koristi viruse ili dvolančanu DNK za dostavu genetskih informacija ciljnim stanicama. DNK u svom tradicionalnom obliku dvostruke spirale može dovesti do toksične imunološke stimulacije i teško ju je pakirati u stanične nosače za dostavu. Kao rezultat toga, doseg genetske medicine danas je ograničen.

Kano Therapeutics, tvrtka koja je nastala iz projekta na američkom tehnološkom institutu MIT, ima drugačiji pristup genetskim terapijama. Tvrtka razvija tehnologije uređivanja gena koristeći kružnu jednolančanu DNK (cssDNA), biomolekulu koja je manje toksična od dvolančane DNK i stabilnija od RNK, te bi se mogla učinkovitije dostaviti u mnoge dijelove tijela za liječenje genetskih bolesti, raka i drugih bolesti.

Tvrtku, koju su osnovali bivša postdoktorandica MIT-a Floris Engelhardt, profesor biološkog inženjerstva Mark Bathe i John Vroom, razvija platformu za proizvodnju cssDNA prilagođenih duljina i sekvenci, koje bi mogle isporučiti genetski materijal za popravak ili zamjenu neispravnih gena.

„Možemo raditi s CRISPR-om i drugim tehnologijama za uređivanje gena“, kaže Engelhardt. „CRISPR pronalazi lokaciju u genomu, veže se na nju i reže na toj lokaciji. To vam omogućuje uređivanje gena ili zaustavljanje funkcioniranja gena. Ali što ako imate bolest gubitka funkcije gdje trebate umetnuti novi dio genetskog koda? Naš pristup omogućuje vam zamjenu cijelih gena ili dodavanje genetskih informacija.“

Oko 2019. godine, Batheov laboratorij objavio je istraživanje koje opisuje načine inženjeringa slijeda i duljine molekula cssDNA, koje se u laboratorijima koriste desetljećima, ali privlače sve veći interes za poboljšanje genskih terapija. Nekoliko farmaceutskih tvrtki odmah se javilo.

Bathe i Engelhardt su od članova farmaceutske industrije saznali kako jednolančana DNK može pomoći u prevladavanju ograničenja u genskim i staničnim terapijama. Iako su tretmani temeljeni na CRISPR-u nedavno odobreni za nekoliko genetskih bolesti, učinkovitost CRISPR-a ograničena je njegovom potencijalnom toksičnošću i neučinkovitom dostavom na određena mjesta u tijelu. Također, ti se tretmani mogu primijeniti samo jednom jer naš imunološki sustav CRISPR često označava kao stran i tijelo ga odbacuje.

Engelhardt je počela istraživati ​​MIT-ove resurse kako bi pomogla u komercijalizaciji svog istraživanja. Također je dobila podršku od Venture Mentoring Servicea, pohađala je nastavu na MIT-ovoj Sloan School of Management i surađivala s MIT-ovim Programom industrijske veze. Bathe je rano predložio Engelhardt da surađuje s MIT-ovim Uredom za tehnološke licence, nešto što, kako kaže, savjetuje svakom osnivaču da učini čim počnu razmišljati o komercijalizaciji svog istraživanja.

Danas se Kanova kružna ssDNK može koristiti za umetanje cijelih gena, duljine do 10.000 nukleotida, u tijelo. Kano planira surađivati ​​s farmaceutskim tvrtkama kako bi njihove genske terapije bile ciljanije i potentnije. Na primjer, farmaceutski partneri mogli bi koristiti Kanovu platformu za spajanje gena CD19 i CD20, koji se eksprimiraju u određenim tumorskim stanicama, i uvjetovati da samo ako se oba gena vežu na stanični receptor, ulaze u genom te stanice i vrše izmjene.

„Trenutno ne postoji razumijevanje kako dizajnirati DNK za ove terapije“, kaže Engelhardt. „Svatko tko želi diferencirati mora smisliti novi alat za uređivanje, novi alat za isporuku, a ne postoji tvrtka koja bi omogućila ta područja stručnosti. Kada nam se partneri obrate, možemo reći: 'Genski slijed je vaš.' Ali često se ne radi samo o slijedu. Radi se i o promotoru ili bočnom slijedu koji vam omogućuje umetanje vaše DNK u genom ili koji omogućuje dobro pakiranje DNK u vašu nanočesticu za isporuku. U Kanu gradimo najbolju bazu znanja za korištenje DNK materijala za liječenje bolesti.“