В конце 2012 года французский микробиолог Эммануэль Шарпентье [Emmanuelle Charpentier] предложила группе американских учёных основать компанию Crispr. В группу входили Дженнифер Дудна [Jennifer Doudna] из Калифорнийского университета в Беркли, Джордж Чёрч [George Church] из Гарвардского университета, и его бывший постдок Фенг Жанг [Feng Zhang] из Института им. Броадов — ярчайшие звёзды узкой тогда области науки, изучающей CRISPR. В то время была опубликовано едва ли сотня работ по малоизвестному способу направленного редактирования ДНК. Денег в этой области точно не был. Но Шарпентье считала, что всё должно поменяться, и чтобы упростить процесс взаимодействия с интеллектуальной собственностью, она предложила учёным объединиться.
Мечта была благородной, но ей не суждено было сбыться. В последующий год наука быстро развивалась, о ней пронюхали венчурные капиталисты, и все надежды об объединении увяли и исчезли, смытые волной миллиардных инвестиций. В итоге ведущие светила технологии CRISPR организовали три компании — Caribou Biosciences, Editas Medicine и Crispr Therapeutics — чтобы использовать то, что они проделали в лабораториях, для лечения заболеваний. Почти пять лет «большая тройка» обещала наладить точную генную терапию для лечения наследственных генетических заболеваний. И теперь одна из компаний говорит, что готова проверять свои идеи на людях.
На прошлой неделе компания Шарпентье, Crispr Therapeutics, объявила о том, что отправила регуляторам Европы запрос на разрешение проведения испытаний на людях лечения наследственного заболевания бета-талассемия. Испытания, проверяющие внесение генетической поправки в стволовые клетки, производящие красные кровяные тельца, может начаться уже в следующем году. Также компания в начале 2018 года планирует отправить запрос на одобрение нового лекарства, помогающего при серповидноклеточной анемии, в американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. Компания, филиалы которой расположены в Цуге, Швейцария и Кембридже, Массачусетс, говорит, что отправляет одни и те же данные одновременно двум регуляторам на двух различных континентах.
Оба заболевания произрастают из мутаций единственного гена HBB, обеспечивающего инструкции для создания белка бета-глобин, одного из составляющих гемоглобина, связывающего кислород и доставляющего его до тканей тела посредством красных кровяных телец. Одна из мутаций приводит к недостаточному производству гемоглобина; другая создаёт ненормальные структуры бета-глобина, что искажает форму красных кровяных телец до вида полумесяца, или серпа. Оба заболевания могут приводить к анемии, повторяющимся инфекциям, волнам боли. Crispr Therapeutics разработала способ убить оба заболевания одним лекарством.
Оно работает не с HBB, а увеличивая экспрессию другого гена, отвечающего за выработку фетального гемоглобина (гемоглобин F). Все мы рождаемся с фетальным, или плодным гемоглобином — именно так клетки переносят кислород между матерью и ребёнком в утробе. Но к шести месяцам ваше тело жмёт на тормоза, заканчивает выработку гемоглобина F и переключается на его взрослую форму. Лекарство от Crispr Therapeutics просто отпускает эти тормоза.
Взяв пробу крови, учёные отделяют кроветворные стволовые клетки — те, что вырабатывают красные кровяные тельца. Затем в чашке Петри они бьют их током, чтобы компоненты CRISPR прошли в эти клетки и включили у них ген гемоглобина F. Чтобы освободить место для новых, отредактированных стволовых клеток, доктора уничтожают существующие клетки костного пациента излучением или большими дозами химиотерапии. Через неделю после вливания новые клетки находят дорогу домой в костный и начинают производить красные кровяные тельца, переносящие гемоглобин F.
Согласно данным компании, полученным из исследований человеческих и животных клеток, представленных на ежегодной встрече Американского гематологического общества в Атланте, лечение показывает высокую эффективность редактирования. Более 80% стволовых клеток оказываются переносчиками хотя бы одной копии отредактированного гена, запускающего производство гемоглобина F — это достаточно для того, чтобы увеличить экспрессию на 40%. Недавно избранный директор Crispr Therapeutics Сэм Кулкарни [Sam Kulkarni] говорит, что этого более, чем достаточно для того, чтобы уменьшить появление симптомов и уменьшить или вообще устранить необходимость в переливаниях у пациентов с бета-талассемией и серповидноклеточной анемией. Предыдущие исследования показывают, что даже небольшое изменение процента стволовых клеток, производящих здоровые красные кровяные тельца может положительно влиять на человека с серповидноклеточной анемией.
«Я думаю, что это знаменательный момент как для нас, так и для всей области в целом, — говорит Кулкарни. — Всего три года назад мы говорили о CRISPR-лечении как о научной фантастике, и вот мы здесь».
Примерно в это же время в прошлом году китайские учёные впервые использовали CRISPR на людях, чтобы лечить агрессивную форму рака лёгких в рамках клинических испытаний в г. Чэнду провинции Сычуань. С тех пор иммунологи из Пенсильванского университета начали принимать пациентов со смертельной формой рака для первых испытаний CRISPR в США — они пытались прокачать T-лимфоциты так, чтобы они лучше атаковали опухоли. Но пока ещё никто не использовал CRISPR для лечения генетических заболеваний.
Конкурент Crispr Therapeutics, Editas, когда-то была лидером в деле коррекции наследуемых мутаций. Компания объявляла, что займётся редактированием генов у пациентов с редким заболеванием сетчатки под названием амавроз Лебера уже в этом году. Но директора в мае решили отодвинуть исследования на середину 2018 года, после того, как столкнулись с проблемами производства одного из элементов, необходимого для доставки отредактированных генов. Intellia Therapeutics, которую соосновала Caribou, выделив ей эксклюзивную лицензию на CRISPR для коммерциализации терапий, вязанных с человеческими генами и клетками, всё ещё проверяет своё ведущее лечение на приматах, и не ожидает, что появится в клинических испытаниях ранее 2019 года. И все эти гонки к финишной клинической черте идут не только за право называться первым. Быть первым — значит, построить успешный бизнес и цепочку снабжения.
Клинические применения CRISPR созревают гораздо быстрее других, более старых технологий редактирования генов. Sangamo Therapeutics работает с инструментом по нарезке ДНК под названием "цинковые пальцы" с 1995 года. В ноябре, более двух десятилетий спустя, доктора, наконец, ввели этот инструмент, вместе с миллиардами копий отредактированного гена, 44-летнему Брайану Мадо, страдающему от редкого генетического заболевания, синдрома Хантера. Он стал первым пациентом, получившим лечение в самом первом исследовании редактирования генов в организме. Несмотря на появление новых, более эффективных технологий, таких, как CRISPR, Sangamo продолжает концентрироваться на цинковых пальцах, поскольку, как она утверждает, они получаются безопаснее и могут вызвать меньше неприятных генетических последствий.
У CRISPR действительно есть небольшие проблемы с эффективностью, хотя реальная их величина пока служит предметом споров. Новое исследование, опубликованное только в понедельник в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, утверждает, что генетические различия между пациентами могут влиять на эффективность и безопасность лечения CRISPR достаточно сильно для того, чтобы проводить лечения на заказ. Это означает, что компаниям, занимающимся CRISPR, придётся работать гораздо больше, чтобы доказать регуляторам, что их лечение достаточно безопасно для использования на реальных людях — и доказать пациентам, что участие в испытаниях стоит рисков. Кулкарни говорит, что они проверили 6000 позиций в геноме и не нашли ни одного побочного эффекта. Но только американские и европейские регуляторы будут решать, достаточно ли таких доказательств для того, чтобы начинать клинические испытания CRISPR.
Автор: Вячеслав Голованов
