технология agct
Как работает генная терапия ВИЧ: от мишени до клинического применения
Эпидемиологическая структура
Наиболее затронутой возрастной категорией остаются мужчины среднего возраста, однако заметная вовлечённость женщин подчёркивает необходимость формирования долгосрочных медицинских и терапевтических стратегий. При этом под регулярным наблюдением системы здравоохранения находится лишь часть пациентов, что формирует разрыв между реальными масштабами заболевания и числом людей, получающих систематическую медицинскую помощь, тогда как преобладание полового пути передачи дополнительно подчёркивает значимость комплексных мер — от профилактики до развития эффективных подходов к лечению и сопровождению пациентов, включая случаи осложнённого течения.
Наиболее затронутой возрастной категорией остаются мужчины среднего возраста, однако заметная вовлечённость женщин подчёркивает необходимость формирования долгосрочных медицинских и терапевтических стратегий. При этом под регулярным наблюдением системы здравоохранения находится лишь часть пациентов, что формирует разрыв между реальными масштабами заболевания и числом людей, получающих систематическую медицинскую помощь, тогда как преобладание полового пути передачи дополнительно подчёркивает значимость комплексных мер — от профилактики до развития эффективных подходов к лечению и сопровождению пациентов, включая случаи осложнённого течения.
Ограничения современной терапии
Благодаря внедрению антиретровирусной терапии ВИЧ-инфекция перестала быть смертельным заболеванием, однако по-прежнему остаётся пожизненной, поскольку АРВ-препараты не устраняют вирус полностью, а лишь подавляют его размножение в организме. В настоящее время это заболевание относится к числу социально значимых, оказывая выраженное негативное влияние на демографические показатели и производительность труда, а также формируя существенную финансовую нагрузку на систему здравоохранения.
Благодаря внедрению антиретровирусной терапии ВИЧ-инфекция перестала быть смертельным заболеванием, однако по-прежнему остаётся пожизненной, поскольку АРВ-препараты не устраняют вирус полностью, а лишь подавляют его размножение в организме. В настоящее время это заболевание относится к числу социально значимых, оказывая выраженное негативное влияние на демографические показатели и производительность труда, а также формируя существенную финансовую нагрузку на систему здравоохранения.
Экономическое бремя
Согласно данным Государственного доклада «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2023 году», совокупное экономическое бремя, связанное с ВИЧ, в 2023 году оценивалось в 255,4 млрд рублей, что определяет высокую актуальность и общественную значимость проектов, направленных на разработку терапии, способной обеспечить излечение пациентов.
Согласно данным Государственного доклада «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2023 году», совокупное экономическое бремя, связанное с ВИЧ, в 2023 году оценивалось в 255,4 млрд рублей, что определяет высокую актуальность и общественную значимость проектов, направленных на разработку терапии, способной обеспечить излечение пациентов.
Ситуация в России
В России ежегодно регистрируется более 50 тысяч новых случаев ВИЧ-инфекции, и, несмотря на относительную стабилизацию эпидемиологической ситуации, общее число людей, живущих с этим заболеванием, продолжает увеличиваться, что свидетельствует о сохранении эпидемии и отсутствии предпосылок к её преодолению в обозримой перспективе.
По состоянию на конец 2024 года в стране насчитывается около 1,25 млн человек с подтверждённой ВИЧ-инфекцией; речь идёт о пациентах с лабораторно верифицированным диагнозом, основанным на выявлении антител к вирусу иммунодефицита человека, что отражает устойчивый рост совокупной численности данной группы. Доля ВИЧ-инфекции среди взрослого населения трудоспособного возраста превышает 1%, указывая на системный характер проблемы и её значимое влияние на демографические и медико-социальные показатели.
В России ежегодно регистрируется более 50 тысяч новых случаев ВИЧ-инфекции, и, несмотря на относительную стабилизацию эпидемиологической ситуации, общее число людей, живущих с этим заболеванием, продолжает увеличиваться, что свидетельствует о сохранении эпидемии и отсутствии предпосылок к её преодолению в обозримой перспективе.
По состоянию на конец 2024 года в стране насчитывается около 1,25 млн человек с подтверждённой ВИЧ-инфекцией; речь идёт о пациентах с лабораторно верифицированным диагнозом, основанным на выявлении антител к вирусу иммунодефицита человека, что отражает устойчивый рост совокупной численности данной группы. Доля ВИЧ-инфекции среди взрослого населения трудоспособного возраста превышает 1%, указывая на системный характер проблемы и её значимое влияние на демографические и медико-социальные показатели.
Проблема ВИЧ в мире
С момента начала эпидемии ВИЧ-инфекции прошло более 40 лет, и за это время в мире было зарегистрировано почти 90 миллионов случаев заболевания. В настоящее время число людей, живущих с ВИЧ, составляет около 40 миллионов, при этом, по оценкам ВОЗ и ЮНЭЙДС, с начала эпидемии от заболеваний, связанных с ВИЧ-инфекцией, умерло около 42 миллионов человек.
С момента начала эпидемии ВИЧ-инфекции прошло более 40 лет, и за это время в мире было зарегистрировано почти 90 миллионов случаев заболевания. В настоящее время число людей, живущих с ВИЧ, составляет около 40 миллионов, при этом, по оценкам ВОЗ и ЮНЭЙДС, с начала эпидемии от заболеваний, связанных с ВИЧ-инфекцией, умерло около 42 миллионов человек.
От глобальной статистики — к поиску функционального излечения.
проблема вич
в россии и в мире
в россии и в мире
Результат: полная элиминация вируса
Спустя три года после трансплантации, несмотря на полное прекращение антиретровирусной терапии, ВИЧ не был обнаружен ни в крови Брауна, ни в исследованных биоптатах тканей. Одновременно было зафиксировано снижение уровня ВИЧ-специфических антител, что указывает на элиминацию функционально активного вируса из организма пациента.
Спустя три года после трансплантации, несмотря на полное прекращение антиретровирусной терапии, ВИЧ не был обнаружен ни в крови Брауна, ни в исследованных биоптатах тканей. Одновременно было зафиксировано снижение уровня ВИЧ-специфических антител, что указывает на элиминацию функционально активного вируса из организма пациента.
Второй берлинский пациент: подтверждение подхода
После случая Тимоти Брауна были зафиксированы и другие подтверждённые примеры излечения. Так, врачи берлинской клиники «Шарите» сообщили о втором пациенте, у которого в течение пяти лет после трансплантации гемопоэтических стволовых клеток вирус не выявляется, несмотря на полный отказ от антиретровирусной терапии. Пациент, имя которого не раскрывается, получил трансплантат от донора с частичной мутацией CCR5.
Успешное течение заболевания и отсутствие вируса позволили исследователям сделать вывод о том, что элиминация ВИЧ может быть обусловлена не только генетическими особенностями донора, но и уничтожением инфицированных клеток пересаженной иммунной системой. Этот пациент получил название «второй берлинский пациент».
После случая Тимоти Брауна были зафиксированы и другие подтверждённые примеры излечения. Так, врачи берлинской клиники «Шарите» сообщили о втором пациенте, у которого в течение пяти лет после трансплантации гемопоэтических стволовых клеток вирус не выявляется, несмотря на полный отказ от антиретровирусной терапии. Пациент, имя которого не раскрывается, получил трансплантат от донора с частичной мутацией CCR5.
Успешное течение заболевания и отсутствие вируса позволили исследователям сделать вывод о том, что элиминация ВИЧ может быть обусловлена не только генетическими особенностями донора, но и уничтожением инфицированных клеток пересаженной иммунной системой. Этот пациент получил название «второй берлинский пациент».
Другие случаи излечения и главное ограничение
В последующие годы были описаны и другие подтверждённые случаи излечения, включая «лондонского пациента», «дюссельдорфского пациента», а также ряд других пациентов. Общей особенностью всех этих случаев являлась необходимость использования донорского материала от носителей редкой мутации CCR5, что существенно ограничивает воспроизводимость данного подхода.
В последующие годы были описаны и другие подтверждённые случаи излечения, включая «лондонского пациента», «дюссельдорфского пациента», а также ряд других пациентов. Общей особенностью всех этих случаев являлась необходимость использования донорского материала от носителей редкой мутации CCR5, что существенно ограничивает воспроизводимость данного подхода.
Мутация CCR5-Δ32: ключ к устойчивости
Эта мутация приводит к утрате функционального рецептора CCR5 на поверхности клеток и тем самым препятствует проникновению ВИЧ в клетку. Около 10% людей европейского происхождения являются носителями данного варианта в гетерозиготном состоянии, тогда как гомозиготная форма встречается значительно реже — примерно у 1% населения Европы, преимущественно в северных регионах.
Эта мутация приводит к утрате функционального рецептора CCR5 на поверхности клеток и тем самым препятствует проникновению ВИЧ в клетку. Около 10% людей европейского происхождения являются носителями данного варианта в гетерозиготном состоянии, тогда как гомозиготная форма встречается значительно реже — примерно у 1% населения Европы, преимущественно в северных регионах.
В 2007 году Тимоти Браун перенёс трансплантацию гемопоэтических стволовых клеток для лечения лейкемии; процедура была выполнена в Берлине группой врачей под руководством Геро Хюттера. Из 60 потенциальных доноров был выбран человек, гомозиготный по мутации CCR5-Δ32, то есть имеющий две копии редкого варианта гена рецептора CCR5.
подробнее
о берлинском пациенте
о берлинском пациенте
CCR5 как мишень терапии
Решение AGCT: генетическое выключение CCR5
Именно поэтому стратегия целенаправленного генетического выключения CCR5 в собственных иммунных клетках рассматривается как более безопасная и потенциально масштабируемая альтернатива трансплантациям от донора.
Именно поэтому стратегия целенаправленного генетического выключения CCR5 в собственных иммунных клетках рассматривается как более безопасная и потенциально масштабируемая альтернатива трансплантациям от донора.
Доказательство концепции: случаи излечения
Клинические случаи излечения ВИЧ после трансплантации гемопоэтических стволовых клеток от доноров с мутацией CCR5Δ32 подтверждают принципиальную возможность функционального излечения за счёт выключения CCR5.
Ограничения существующего подхода
При этом аллогенная трансплантация сопряжена с высокими рисками и ограниченной доступностью доноров, что делает прямое воспроизведение данного подхода недоступным для большинства пациентов.
Клинические случаи излечения ВИЧ после трансплантации гемопоэтических стволовых клеток от доноров с мутацией CCR5Δ32 подтверждают принципиальную возможность функционального излечения за счёт выключения CCR5.
Ограничения существующего подхода
При этом аллогенная трансплантация сопряжена с высокими рисками и ограниченной доступностью доноров, что делает прямое воспроизведение данного подхода недоступным для большинства пациентов.
CCR5 — ключ к излечению:
от донорских трансплантаций к генному редактированию
от донорских трансплантаций к генному редактированию
Роль CCR5 в развитии ВИЧ-инфекции
Хемокиновый рецептор CCR5 играет ключевую роль в развитии ВИЧ-инфекции, поскольку именно через него вирус в большинстве случаев проникает в иммунные клетки на ранних этапах заболевания. При отсутствии CCR5 на поверхности Т-лимфоцитов ВИЧ утрачивает способность инфицировать клетку, что подтверждается существованием людей с естественной генетической мутацией CCR5Δ32, обеспечивающей устойчивость к заражению.
CCR5 как терапевтическая мишень
Этот биологический факт делает CCR5 одной из наиболее перспективных и научно обоснованных терапевтических мишеней при ВИЧ-инфекции, что уже частично нашло отражение в клинической практике в виде препаратов, блокирующих данный рецептор.
Хемокиновый рецептор CCR5 играет ключевую роль в развитии ВИЧ-инфекции, поскольку именно через него вирус в большинстве случаев проникает в иммунные клетки на ранних этапах заболевания. При отсутствии CCR5 на поверхности Т-лимфоцитов ВИЧ утрачивает способность инфицировать клетку, что подтверждается существованием людей с естественной генетической мутацией CCR5Δ32, обеспечивающей устойчивость к заражению.
CCR5 как терапевтическая мишень
Этот биологический факт делает CCR5 одной из наиболее перспективных и научно обоснованных терапевтических мишеней при ВИЧ-инфекции, что уже частично нашло отражение в клинической практике в виде препаратов, блокирующих данный рецептор.
Мы формируем устойчивую к ВИЧ иммунную систему за счёт генного редактирования собственных гемопоэтических стволовых клеток пациента.
Подход AGCT
ТУТ будет схема из пяти пунктов
У пациента проводится процедура получения гемопоэтических стволовых клеток крови, экспрессирующих маркер CD34+. Эти клетки являются предшественниками всех клеток иммунной системы и способны полностью восстановить кроветворение после трансплантации. Использование собственных клеток пациента исключает риск иммунологической несовместимости и развития реакции «трансплантат против хозяина», что критически важно для безопасности терапии.
Забор CD34+ клеток
Изолированные CD34+ клетки подвергаются генетическому редактированию вне организма пациента. С помощью дизайнерских нуклеаз CCR5-Uco-TALEN в ген CCR5 вносятся направленные разрывы, приводящие к его инактивации. Нуклеазы доставляются в клетки в форме матричной РНК методом электропорации — кратковременного электрического импульса, повышающего проницаемость клеточной мембраны. В результате формируется популяция клеток, устойчивых к проникновению ВИЧ.
Ex vivo нокаут CCR5
Пациенту внутривенно вводятся его собственные генетически модифицированные стволовые клетки. Перед процедурой обязательно проводится подготовительный этап кондиционирования организма, необходимый для эффективного приживления трансплантата. После введения клетки мигрируют в костный мозг, где начинают процесс восстановления кроветворения и постепенного формирования новой, устойчивой к ВИЧ иммунной системы.
Аутологичная трансплантация
После успешного приживления модифицированные стволовые клетки начинают продуцировать популяцию иммунных клеток, полностью лишённых рецептора CCR5. Без этого рецептора вирус иммунодефицита человека утрачивает способность проникать внутрь клеток. Со временем доля устойчивых клеток неуклонно увеличивается, что создаёт условия для функционального излечения и потенциальной полной отмены антиретровирусной терапии.
Формирование ВИЧ-резистентной иммунной системы
Аутологичные клетки
Нет риска GVHD
Долговременный эффект
Потенциал отмены АРВТ
После редактирования клеточный продукт проходит многоуровневую проверку качества, включающую оценку эффективности редактирования, жизнеспособности клеток, отсутствия внецелевых мутаций и микробиологической чистоты. Только соответствующие установленным критериям клетки допускаются к клиническому применению. Подготовленный препарат замораживается в контролируемых условиях и хранится до момента трансплантации.
Контроль качества и криоконсервация
путь пациента
Терапия AGCT-001 начинается с отбора пациентов, у которых подтверждено отсутствие CXCR4-тропных штаммов ВИЧ — это необходимое условие эффективности выключения CCR5.
1. Отбор пациентов
Проводится забор собственных гемопоэтических стволовых клеток методом аппаратного лейкафереза после стандартной медикаментозной стимуляции. Из материала выделяются CD34+ клетки для производства терапевтического продукта. Часть клеток резервируется в немодифицированном виде как страховочный аутотрансплантат.
2. Забор стволовых клеток
В CD34+ клетки с помощью электропорации доставляется мРНК CCR5-специфичной нуклеазы CCR5-Uco-TALEN. Это приводит к кратковременной работе инструмента и прицельному выключению гена CCR5. Отредактированные клетки сохраняют способность к восстановлению кроветворения.
3. Генное редактирование ex vivo
Перед трансплантацией проводится подготовительный этап кондиционирования, включающий химиотерапию. Это стандартная процедура, необходимая для приживления трансплантата. Режимы подбираются индивидуально и могут включать как классические, так и таргетные подходы.
7. Формирование устойчивой иммунной системы и отмена терапии
Осуществляется введение AGCT-001. Клетки приживаются и начинают формировать иммунную систему, в которой новые Т-лимфоциты и макрофаги не экспрессируют рецептор CCR5 и становятся устойчивыми к ВИЧ.
6. Аутологичная трансплантация
Перед трансплантацией проводится подготовительный этап кондиционирования, включающий химиотерапию. Это стандартная процедура, необходимая для приживления трансплантата. Режимы подбираются индивидуально и могут включать как классические, так и таргетные подходы.
5. Кондиционирование
После редактирования клетки проходят контроль качества и криоконсервируются, формируя биомедицинский клеточный продукт AGCT-001, готовый к клиническому применению.
4. Контроль качества и криоконсервация
Почему выбрана эта группа
Именно поэтому данная группа выбрана в качестве основной целевой аудитории: терапия AGCT органично встраивается в существующий лечебный маршрут и не предполагает принципиально нового уровня медицинского риска.
Потенциальное расширение показаний
В качестве потенциального расширения показаний рассматриваются иммунные неответчики и пациенты с резистентностью к антиретровирусной терапии — группы с высокой неудовлетворённой медицинской потребностью, для которых в перспективе могут быть обоснованы более интенсивные и персонализированные терапевтические подходы.
Именно поэтому данная группа выбрана в качестве основной целевой аудитории: терапия AGCT органично встраивается в существующий лечебный маршрут и не предполагает принципиально нового уровня медицинского риска.
Потенциальное расширение показаний
В качестве потенциального расширения показаний рассматриваются иммунные неответчики и пациенты с резистентностью к антиретровирусной терапии — группы с высокой неудовлетворённой медицинской потребностью, для которых в перспективе могут быть обоснованы более интенсивные и персонализированные терапевтические подходы.
Новые возможности: таргетное кондиционирование
Дополнительный оптимизм в развитии подхода AGCT связан с появлением таргетных режимов кондиционирования, избирательно воздействующих на гемопоэтические стволовые клетки, а не на костный мозг и организм в целом. Применение таких препаратов позволяет подготовить пациента к трансплантации без традиционной высокотоксичной миелоабляции, что существенно снижает нагрузку на организм и риск осложнений.
Дополнительный оптимизм в развитии подхода AGCT связан с появлением таргетных режимов кондиционирования, избирательно воздействующих на гемопоэтические стволовые клетки, а не на костный мозг и организм в целом. Применение таких препаратов позволяет подготовить пациента к трансплантации без традиционной высокотоксичной миелоабляции, что существенно снижает нагрузку на организм и риск осложнений.
Перспективы расширения доступности терапии
В перспективе это делает клеточные и генно-терапевтические методы более щадящими и доступными для более широкого круга пациентов, включая людей с сопутствующими заболеваниями. При внедрении подобных решений терапия может проводиться с минимальными системными рисками при сохранении высокой клинической эффективности, что уже подтверждается разработками, основанными на селективном воздействии на гемопоэтические стволовые клетки (например, briquilimab).
В перспективе это делает клеточные и генно-терапевтические методы более щадящими и доступными для более широкого круга пациентов, включая людей с сопутствующими заболеваниями. При внедрении подобных решений терапия может проводиться с минимальными системными рисками при сохранении высокой клинической эффективности, что уже подтверждается разработками, основанными на селективном воздействии на гемопоэтические стволовые клетки (например, briquilimab).
Основная целевая группа: пациенты с ВИЧ-ассоциированными лимфомами
Целевая аудитория терапии AGCT — люди, живущие с ВИЧ в России, у которых заболевание осложнилось развитием ВИЧ-ассоциированных лимфом, включая диффузную В-крупноклеточную лимфому, лимфому Ходжкина, плазмобластную лимфому, лимфому Беркитта и другие формы неходжкинских лимфом. Для этой категории пациентов интенсивная химиотерапия и трансплантация гемопоэтических стволовых клеток уже являются частью стандартного, клинически обоснованного плана лечения и проводятся вне зависимости от применения технологии AGCT.
Целевая аудитория терапии AGCT — люди, живущие с ВИЧ в России, у которых заболевание осложнилось развитием ВИЧ-ассоциированных лимфом, включая диффузную В-крупноклеточную лимфому, лимфому Ходжкина, плазмобластную лимфому, лимфому Беркитта и другие формы неходжкинских лимфом. Для этой категории пациентов интенсивная химиотерапия и трансплантация гемопоэтических стволовых клеток уже являются частью стандартного, клинически обоснованного плана лечения и проводятся вне зависимости от применения технологии AGCT.
Кому в первую очередь показана терапия и как новые технологии расширяют доступ к лечению.
Целевая аудитория терапии AGCT
преимущества подхода agct
Модификация строго заданных участков ДНК с высоким уровнем контроля и безопасности, в отличие от вирусных методов с риском неконтролируемого встраивания.
Технологическая платформа
В отличие от Т-лимфоцитов с временным эффектом, модифицированные гемопоэтические стволовые клетки обеспечивают пожизненное формирование ВИЧ-резистентной иммунной системы.
Клетки-мишени
CCR5-специфичные TALEN обеспечивают высокую эффективность редактирования при минимальном риске нецелевой активности, что делает их предпочтительным выбором для клинического применения по сравнению с CRISPR/Cas9.
Тип дизайнерской нуклеазы
Доставка нуклеаз в форме мРНК исключает риск интеграции в геном, а электропорация обеспечивает эффективное и щадящее проникновение в клетки с возможностью масштабирования по стандартам GMP.
Система доставки
Для надёжной защиты клеток от ВИЧ требуется внесение устойчивых изменений в их генетический материал. Исторически такие изменения чаще всего достигались с использованием вирусных методов доставки генов, однако этот подход имеет существенный недостаток — неконтролируемое встраивание в геном и связанные с этим риски для безопасности.
В настоящее время исследования смещаются в сторону точного геномного редактирования, позволяющего модифицировать строго заданные участки ДНК и тем самым существенно снижать вероятность побочных эффектов. Именно поэтому наиболее перспективным считается ex vivo редактирование собственных CD4-клеток или гемопоэтических стволовых клеток пациента с прицельным выключением гена CCR5, что обеспечивает высокий уровень контроля и безопасности терапии.
В настоящее время исследования смещаются в сторону точного геномного редактирования, позволяющего модифицировать строго заданные участки ДНК и тем самым существенно снижать вероятность побочных эффектов. Именно поэтому наиболее перспективным считается ex vivo редактирование собственных CD4-клеток или гемопоэтических стволовых клеток пациента с прицельным выключением гена CCR5, что обеспечивает высокий уровень контроля и безопасности терапии.
Точное геномное редактирование ex vivo.
Технологическая платформа
Исторически первыми объектами генного редактирования при ВИЧ стали Т-лимфоциты, поскольку именно они являются основной мишенью вируса и относительно легко поддаются выделению и культивированию. Однако такой подход имеет принципиальные ограничения: отредактированные Т-клетки обладают ограниченной продолжительностью жизни и составляют лишь небольшую часть иммунной системы, в результате чего терапевтический эффект со временем ослабевает и требует повторных вмешательств.
Более устойчивый и долгосрочный результат обеспечивает редактирование гемопоэтических стволовых и клеток-предшественников, из которых на протяжении всей жизни формируются новые иммунные клетки. В этом случае однократная трансплантация способна поддерживать длительное присутствие значительного пула ВИЧ-резистентных Т-клеток и других клеток иммунной системы, включая те, в которых вирус может сохраняться в латентной форме, что делает такой подход как клинически более эффективным, так и экономически оправданным.
Более устойчивый и долгосрочный результат обеспечивает редактирование гемопоэтических стволовых и клеток-предшественников, из которых на протяжении всей жизни формируются новые иммунные клетки. В этом случае однократная трансплантация способна поддерживать длительное присутствие значительного пула ВИЧ-резистентных Т-клеток и других клеток иммунной системы, включая те, в которых вирус может сохраняться в латентной форме, что делает такой подход как клинически более эффективным, так и экономически оправданным.
Редактирование стволовых клеток.
Клетки-мишени
В развитии генной терапии ВИЧ последовательно применялись различные инструменты редактирования генома, начиная с так называемых «цинковых пальцев», которые первыми позволили целенаправленно выключать ген CCR5 и продемонстрировали принципиальную реализуемость и безопасность такого подхода. Эти технологии обеспечили важные клинические результаты, однако были ограничены сравнительно невысокой эффективностью редактирования и сложностью достижения устойчивого терапевтического эффекта.
Следующим этапом стали TALEN-нуклеазы, отличающиеся более высокой точностью и лучшим контролем над вносимыми изменениями в геном, что существенно снижает риск побочных эффектов и делает их более пригодными для клинического применения. Современные высокоэффективные CCR5-специфичные TALEN позволяют редактировать значительную долю иммунных клеток, и по совокупности показателей точности, безопасности и воспроизводимости именно этот класс инструментов в настоящее время рассматривается как наиболее сбалансированная основа для терапевтического выключения CCR5.
CRISPR/Cas9 относится к последнему поколению дизайнерских нуклеаз, специфичность которых определяется направляющей РНК (guide RNA, гРНК). Простота проектирования и высокая скорость синтеза гРНК обусловили широкое распространение CRISPR/Cas9 в качестве инструмента редактирования генов в многочисленных исследовательских работах по сравнению с другими типами нуклеаз. Вместе с тем, поскольку распознаваемая гРНК последовательность нуклеотидов ограничена 20 нуклеотидами, из которых лишь до 14 играют ключевую роль в обеспечении специфичного связывания, применение CRISPR/Cas9 может сопровождаться относительно высокой нецелевой активностью. Подобные нежелательные эффекты были, в частности, продемонстрированы для локуса CCR5. В условиях клинического применения, где решающее значение имеет не скорость дизайна, а максимальная точность и предсказуемость редактирования, TALEN в настоящее время рассматриваются как предпочтительный класс дизайнерских нуклеаз для нокаута гена CCR5.
Следующим этапом стали TALEN-нуклеазы, отличающиеся более высокой точностью и лучшим контролем над вносимыми изменениями в геном, что существенно снижает риск побочных эффектов и делает их более пригодными для клинического применения. Современные высокоэффективные CCR5-специфичные TALEN позволяют редактировать значительную долю иммунных клеток, и по совокупности показателей точности, безопасности и воспроизводимости именно этот класс инструментов в настоящее время рассматривается как наиболее сбалансированная основа для терапевтического выключения CCR5.
CRISPR/Cas9 относится к последнему поколению дизайнерских нуклеаз, специфичность которых определяется направляющей РНК (guide RNA, гРНК). Простота проектирования и высокая скорость синтеза гРНК обусловили широкое распространение CRISPR/Cas9 в качестве инструмента редактирования генов в многочисленных исследовательских работах по сравнению с другими типами нуклеаз. Вместе с тем, поскольку распознаваемая гРНК последовательность нуклеотидов ограничена 20 нуклеотидами, из которых лишь до 14 играют ключевую роль в обеспечении специфичного связывания, применение CRISPR/Cas9 может сопровождаться относительно высокой нецелевой активностью. Подобные нежелательные эффекты были, в частности, продемонстрированы для локуса CCR5. В условиях клинического применения, где решающее значение имеет не скорость дизайна, а максимальная точность и предсказуемость редактирования, TALEN в настоящее время рассматриваются как предпочтительный класс дизайнерских нуклеаз для нокаута гена CCR5.
TALEN — оптимальный баланс точности и безопасности.
Тип дизайнерской нуклеазы
Для клинического применения генного редактирования принципиально важно, чтобы система доставки была одновременно безопасной, эффективной и пригодной для масштабного производства. Ранние вирусные векторы позволяли доставлять нуклеазы в клетки, однако были связаны с риском нежелательной интеграции в геном и избыточно длительной экспрессии, что ограничивало уровень безопасности такого подхода.
Более современным и контролируемым решением является доставка нуклеаз в форме мРНК, обеспечивающая кратковременную активность инструмента редактирования и полностью исключающая риск встраивания в ДНК клетки. Для введения мРНК используется электропорация — физический метод доставки, при котором клеточная мембрана на короткое время становится проницаемой, что позволяет эффективно и щадяще вводить мРНК в иммунные и гемопоэтические стволовые клетки; данный подход хорошо масштабируется в рамках стандартов GMP и лежит в основе технологического решения AGCT.
Более современным и контролируемым решением является доставка нуклеаз в форме мРНК, обеспечивающая кратковременную активность инструмента редактирования и полностью исключающая риск встраивания в ДНК клетки. Для введения мРНК используется электропорация — физический метод доставки, при котором клеточная мембрана на короткое время становится проницаемой, что позволяет эффективно и щадяще вводить мРНК в иммунные и гемопоэтические стволовые клетки; данный подход хорошо масштабируется в рамках стандартов GMP и лежит в основе технологического решения AGCT.
Безопасная доставка мРНК методом электропорации.
Система доставки
Любое использование либо копирование материалов или подборки материалов сайта, элементов дизайна и оформления допускается лишь с разрешения правообладателя и только со ссылкой на источник: www.generio.ru 2024 © www.generio.ru Все права защищены. Некоммерческая организация Фонд Генетический Инноваций.