Hauptsache:
→ Die Meinung der Kirche, ob Wissenschaftler die menschliche Intelligenz in einem Auto reproduzieren können
→ Diskussion über die Zivilwissenschaft und die Idee der offenen Zustimmung zur genomischen Vertraulichkeit
→ Kurze Beschreibung von CRISPR (und eine Überprüfung anderer gentechnischer Instrumente)
→ Warum Gentherapie die Zukunft der Präzisionsmedizin ist
→ Wege zum wirklichen Altern
Sie kennen den Wissenschaftler George Church wahrscheinlich durch ungewöhnliche Schlagzeilen in den Medien, die sich irgendwie auf seine Arbeit bezogen - die
Rückkehr des Mammuts , die Verwendung von CRISPR bei der Codierung animierter GIFs
in lebender DNA und die
Behandlung (oder Behandlung) des Alterns . Nach seiner persönlichen Meinung sagt ein Professor an der Harvard Medical School und am Massachusetts Institute of Technology Dinge, die unplausibel erscheinen.
"Viele der Dinge, die ich in meiner Jugend gesagt habe, wurden von Leuten in meinem eigenen Labor ignoriert oder verspottet", sagte Church. "Jetzt ist alles anders und selbst wenn ich lächerliche Dinge sage, machen sie mich nicht lächerlich. Und selbst die lächerlichsten Dinge haben eine ernsthafte Version. "
Was Church eines Titels würdig macht, ist eine seltene Kombination von Merkmalen: Er ist ein Pionier der Wissenschaft, ein Verteidiger der „Zivilwissenschaft“, und sein Aussehen ist groß, mit Brille, welligem grauem Haar und einem großen grauen Bart - er sieht aus wie
Albert Einstein ,
Doc Brown und
Charles Darwin .
Es waren diese ersten beiden Eigenschaften, die uns Ende 2017 dazu veranlassten, Church in seinem Labor an der Harvard Medical School zu besuchen. Die Kombination aus wissenschaftlichem Input und der Fähigkeit, ein Publikum mit großartigen Ideen anzulocken, wird von Wissenschaftlern selten gesehen. Der Beitrag von Church umfasst unter anderem die Entwicklung der ersten direkten Genomsequenzierungsmethoden und -konzepte, die die Grundlage für die Sequenzierung der nächsten Generation bilden (dh die sequentielle und schnelle Sequenzierung ganzer Genome ermöglichen) und die erste Verwendung von CRISPR / Cas9 zur Bearbeitung von Genen in menschliche Stammzellen.
Neben dem Professor für Genetik an der Harvard Medical School und dem Professor für medizinische Wissenschaften und Technologie an der Harvard Medical School und dem Massachusetts Institute of Technology leitet oder berät Church in
Dutzenden von Unternehmen (Sequenzierung, Diagnostik, Therapie, gemeinnützige Organisationen usw.). Er ist der Gründer des
Wyss Institute for Biological Inspired Engineering , wo er die Richtung der synthetischen Biologie leitet. Er erhielt mehrere Auszeichnungen, darunter den Bauer-Preis und den Preis für wissenschaftliche Leistungen, und wurde in die Nationale Akademie der Wissenschaften gewählt.
Als wir ankamen, arbeiteten Church und sein Team von fast 100 Labormitgliedern, Praktikanten und Gastwissenschaftlern an Projekten wie gentechnisch veränderten Schweinen, deren Organe auf den Menschen transplantiert werden konnten, wechselten Wildarten, um Malaria und Lyme-Borreliose zu beseitigen, und bauten resistente Zellen auf alle Viren. Wir haben über diese Projekte und ihre Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit gesprochen. Während Church seine übliche Offenheit und Freundlichkeit zeigte und es uns ermöglichte, im Labor zu Hause zu sein, riet er uns, den fünften Stock des Gebäudes zu meiden, der nicht auf der Tafel der Aufzugsknöpfe angegeben ist.
"Wir scherzen, dass der fünfte Stock jenseits unserer Welt liegt", sagte er. „Die Leute sagen, dass Mammuts und Neandertaler darauf sind. Ich kann dieses Gerücht weder bestätigen noch leugnen. "
George Church an der Harvard Medical School in Boston, MassachusettsBevor Sie beginnen: Glossar
Zivilwissenschaft : allgemein definiert als Beteiligung der Öffentlichkeit an der Forschung.
Offene Zustimmung : Eine Idee in Bezug auf genomische Privatsphäre . Mit offener Zustimmung erkennen Teilnehmer, die ihre Daten teilen, Risiken an, indem sie Informationen über sich selbst offenlegen.
Synthetische Biologie : Gentechnik, die andere Bereiche wie Elektrotechnik, Maschinenbau und Bauingenieurwesen nutzt und gleichzeitig eine breite Palette von Werkzeugen und Ressourcen aus der Natur nutzt (z. B. CRISPR).
Gentechnik : Eine Untergruppe der synthetischen Biologie, einschließlich des Zusammenbaus eines gesamten Chromosoms aus natürlichen Genomsequenzen .
Homologe Rekombination : Austausch von DNA-Ketten einer ähnlichen oder identischen Nukleotidsequenz .
Next Generation Sequencing : Ein Oberbegriff für die aktuelle DNA-Sequenzierungstechnologie zur schnellen Sequenzierung ganzer Genome.
Transkriptionsfaktoren : Proteine, die die Gentranskription regulieren.
Oligonukleotide : kurze DNA- oder RNA-Moleküle.
Nukleasen : Enzyme, die Nukleinsäuren (DNA und RNA) schneiden. Sie spielen eine Rolle im natürlichen Mechanismus der Zell-DNA-Reparatur und sind wichtige Werkzeuge bei der Bearbeitung des Genoms.
Zivilwissenschaft, Gentherapie und Behandlung des Alterns
EH : Ich möchte mit einer Frage beginnen, die die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit auf sich gezogen hat. In einem
Podcast mit Ihrem Kollegen, Professor am Massachusetts Institute of Technology und dem
Future of Life Institute , Max Tegmark, erörterte er die Natur des Bewusstseins, die übermenschliche KI und ob Intelligenz vom Träger abhängt. Sagen Sie uns alles, was Sie wissen, wir werden super kluge Autos haben?
Kirche : Ich bin eher skeptisch. Ich denke, es gibt ein langjähriges Mem oder eine Idee, dass wir unsere Intelligenz in einem Auto reproduzieren können. Insbesondere ein individueller Intellekt wie Ihr oder meiner in einer einzelnen Maschine und nicht irgendeine allgemeine Maschine, die Zahlen hinzufügen oder Filme abspielen kann.
Die Wörter "unmöglich" werden in meinem Labor selten verwendet. Wenn es sich um eine kurzfristige, hohe Priorität handelt, können Sie sie verwenden. Wenn Sie fragen, was der intelligenteste Computer der Welt mit den erstaunlichsten Computerfähigkeiten ist, dann ist dies das menschliche Gehirn. Er kann Dinge wie Einsteins Arbeit im Jahr 1905 tun, fünf physikalische Arbeiten, von denen jede den
Nobelpreis erhalten könnte , und
eine von ihnen erhielt ihn . Es wäre schwierig, dies mit einer Maschine zu simulieren.
Für andere Menschen ist es nicht weniger schwierig, aber Tatsache ist, dass die Menschen dazu in der Lage sind - und das mit einer Leistung von 20 Watt. Nur um eine Person in einer einfachen Aufgabe wie Schach oder Jeopardy oder Go zu schlagen, benötigen Sie ein Auto für 100 Kilowatt. Und dies ist eine sehr begrenzte Sache, in der die Leute nicht sehr gut sind. Es wäre wie eine Person, die mit einem Düsentriebwerk konkurriert. Dies ist nicht etwas, zu dem sich die Menschen entwickelt haben, daher ist es nicht verwunderlich, dass sie dies nicht tun können. Dinge, in denen Menschen gut sind, sind einige der wertvollsten Dinge: über Grenzen hinweg denken, über die Zukunft nachdenken, diplomatische Präsentation, Ethik-Training. Wir kommen mit diesen kognitiven Aufgaben sehr gut zurecht und bringen ihnen sehr schlechte Maschinen bei.
EH : Der Grund, warum
Endpunkte existieren und warum wir diese Interviews durchführen, ist die Förderung der Teilnahme an der Wissenschaft. Wie beurteilen Sie die Rolle eines Nichtwissenschaftlers in der Wissenschaft?
Kirche : Historisch gesehen gab es verschiedene „Zivilwissenschaften“: Wetter, Astronomie, Gartenarbeit und Genealogie. Und ich halte es für äußerst wichtig, dass wir eine Zivilwissenschaft haben. Ich war von Anfang an in der
DIY-Biologie in San Francisco, New York und Boston tätig.
Wir müssen die nächste Generation inspirieren, wie die NASA und die Disney-Animation, die mich inspiriert hat, als ich jung war. Ebenso wichtig ist es, Entscheidungen in einer zunehmend technologischen Welt zu treffen. Wir brauchen unsere Bürger und Führer, um technisch versiert zu sein. Sie müssen keine Abschlüsse haben - zum Beispiel als ein Kongressabgeordneter,
Bill Foster , aber wenn wir uns nicht im Voraus darum kümmern, werden wir dadurch benachteiligt.
EH : Eines Ihrer Hauptprojekte, das die Bürgerbeteiligung fördert, ist das
Personal Genome Project . Was ist das?
Kirche : Das ursprüngliche Ziel war es, Genome und andere -oms und medizinische Daten bereitzustellen, damit Wissenschaftler Ursachen und Wirkungen oder zumindest Korrelationen zwischen Medien und Genen finden können. Wir entwickeln auch Zelltherapien, Gentherapien, synthetische Biologie; Jetzt können sie an PGP-Zellen getestet werden, von denen viele von mir stammen, aber sie können von jedem stammen. Dies kann mit den verschiedenen Datensätzen korreliert werden, die offen verfügbar sind.
Bei PGP geht es hauptsächlich um Messung, nicht um Modifikation, aber ich denke, dass Messung ein wichtiger Bestandteil jeder Forschung ist. PGP soll einen Weg bieten, auf dem verschiedene Studien Informationen austauschen können. Im Prinzip können wir Repräsentanten der Welt sein: Wir geben unsere Zustimmung und die Welt kann Daten und Materialien auf verschiedene Arten verwenden. Ich denke, dass wir das einzige biomedizinische Forschungsprojekt auf der Welt sind, das Menschen eine vollständige Offenlegung und Veröffentlichung aller Aspekte ermöglicht.
Dies ist ein internationales Projekt in fünf Ländern, und ich hoffe, dass wir diesen Herbst China und die Mongolei hinzufügen werden. Wir brauchen nicht alle 7,5 Milliarden Menschen, obwohl es schön wäre. Je mehr desto besser.
EH : Können Sie die Konzepte der vollständigen Offenlegung und der offenen Zustimmung erläutern?
Church : Als ich eine andere Sequenzierungstechnologie entwickelte, wurde mir klar, dass wir Bakteriengenome schnell auf Menschen umstellen können. Und wir haben es geschafft.
Ich dachte, wir müssten die Genehmigung des
Institutional Review Board (IRB) einholen, um irgendetwas in der Öffentlichkeit zu tun, auch bei der Sequenzierung. Deshalb stellte ich einen Jurastudenten, Dan Worhaus, und Ethik ein, und wir
veröffentlichten mehrere Artikel zu diesem Thema verstanden: Sie
könnten keine Identität in einer Welt
versprechen, in der sowohl DNA als auch Ihre Merkmale identifizierbar sind; Sie konnten nicht versprechen, dass Ihre Informationen in der Wikileaks-Welt nicht gestohlen werden und dass fast alle medizinischen Unterlagen gehackt werden können, weil sie wertvoll sind.
Deshalb haben wir auf einen Mechanismus umgestellt, bei dem wir, anstatt falsche Versprechungen zu machen, die Konsequenzen so weit wie möglich abschwächten und zumindest sicherstellten, dass die Leute wussten, worauf sie sich einließen. Daher ist eine offene Einwilligung nur offen gegenüber Menschen über die Realität der Medizin und des Lebens im Allgemeinen, und dies bedeutet, dass Ihre Daten weglaufen und neu identifiziert werden.
Das Problem ist, dass Sie Ihr Vertrauen und Ihren Vertrag verletzt haben, wenn Sie einer weniger als vollständigen Offenlegung zustimmen und dann etwas passiert ist - die Daten sind verschwunden oder identifiziert. Das ist nicht akzeptabel. Es geht nicht um "Wir werden unser Bestes geben, um dies zu verhindern." Es gibt das Gefühl, dass es verhindert werden kann. Wenn dies hätte verhindert werden können, hätten das Verteidigungsministerium und die
Demokratische Partei dies verhindern können, da die Raten dort viel höher sind als die eines einzelnen Patienten.
EH : Auf diese Weise kann eine Person ihr Genom mit PGP teilen. Was ist der Vorteil davon?
Kirche : Erstens, wenn Sie eine Familienkrankheit haben und Ihre Familie zur Entdeckung zwingen, ist es wahrscheinlich, dass die Krankheit eine höhere Priorität erhält. Verwenden Sie das Projekt, anstatt sich beim Kongress für zusätzliche Mittel einzusetzen. Mehr persönliches Wissen. Einige Projekte teilen Ihre Daten nicht nur nicht mit anderen Wissenschaftlern, sondern auch nicht mit der Person, die sie gespendet hat, was mich beeindruckt hat. Die Idee, Sie vor Ihren eigenen Daten zu schützen, ist lächerlich.
Dies ist eine Gelegenheit, Teil des Ökosystems von Wissenschaftlern und Patienten zu sein, die dazu beitragen können.
EH : Hat PGP etwas getan?
Church : Wir haben CRISPR für PGP-induzierte pluripotente Stammzellen (sie waren meine Zellen) entwickelt. Dies war die erste Verwendung von CRISPR für menschliche Stammzellen und konzentrierte sich auf verschiedene alternative Wege, um eine genaue Bearbeitung zu erreichen. Wir haben auch den ersten vollständigen Satz menschlicher Transkriptionsfaktoren. Wir können Hautzellen im Wesentlichen in jede Zelle im Körper verwandeln. Wir haben dies auch verwendet, um das Altern umzukehren, wobei wir Transkriptionsfaktoren für die epigenetische Veränderung des Zellzustands verwendeten. All dies war in Zellkultur.
Gen-Editing auf vier Arten
CRISPR : Ein Tool zur Bearbeitung des Genoms, das aus einem System zum Schutz von Bakterien vor Viren und Plasmiden erstellt wurde. Hier ist eine detaillierte Erklärung .
Meganukleasen : Eine Familie von Nukleasen, die aufgrund ihrer längeren Erkennungssequenz in der Gentechnik nützlich sind, was bedeutet, dass sie weniger Fehlerwahrscheinlichkeiten haben.
TALEN : Transkriptoraktivator-ähnliche Effektor-Nukleasen . Ein weiteres Bearbeitungswerkzeug aus Bakterien. Wissenschaftler können die Aminosäuren in TALEN neu anordnen, um eine bestimmte DNA-Sequenz zu erkennen.
Lambda-Rot : Auch von Bakterien abgeleitet. Im Gegensatz zu anderen Bearbeitungswerkzeugen bricht Lambda-Rot die DNA nicht doppelt. Stattdessen wird Spender-DNA während des natürlichen Prozesses der Zellreplikation verwendet.
EH: Welche Möglichkeiten bietet uns CRISPR?
Church: Ich bin ruhig in Bezug auf CRISPR. Ich versuche es herunterzuspielen, um der Täuschung entgegenzuwirken. Unsere größten, effizientesten und genauesten Projekte zur Genomentwicklung enthalten kein CRISPR. Unser Rekord für CRISPR - und der Weltrekord -
62 ändert sich sofort in Schweinezellen . Unser Rekord für andere Genom-Editing-Tools liegt bei 62.000 pro Projekt, und dies wurde mit Lambda-Rot durchgeführt.
CRISPR war nicht das erste Werkzeug zur Bearbeitung des Genoms. Wir und andere Gruppen verwendeten
Meganukleasen, TALEN, Lambda-Rot und andere. CRISPR hat viele Probleme, daher entwickelt eines unserer Projekte Alternativen. Wir suchen nach Dingen, die keine doppelten Tränen verursachen - da dies auf Toxizität und die Unfähigkeit zurückzuführen ist, eine genaue Bearbeitung zu erhalten.
CRISPR ist die vierte Hauptmethode zur Herstellung von Nukleasen. CRISPR ist etwas leichter als TALEN. Wenn Sie die Position im Genom, die Sie anstreben, ändern möchten, bestellen Sie sie in jedem Fall. In einem Fall, [CRISPR], bestellen Sie eine zeigende RNA, und ansonsten bestellen Sie eine TALEN. Tatsächlich wird TALEN in einem Kit geliefert. Sobald Sie das Kit haben, müssen Sie nichts mehr bestellen. Du tropfst nur. In gewissem Sinne können Sie argumentieren, dass dies einfacher ist als CRISPR, da Sie nicht zu viel bestellen müssen. Dies bedeutet jedoch, dass sie viel komplizierter sind und Sie sie nicht herstellen können. Der Unterschied liegt also in der Benutzerfreundlichkeit.
Ein weiterer Unterschied ist, wie effektiv sie sind, wenn sie die Zelle betreten? Mit anderen Worten, wenn Sie einmal in den Käfig gekommen sind, wie hoch sind die Chancen, dass Sie das bekommen, was Sie wollen? Wenn Sie etwas ausschalten möchten, ist CRISPR sehr effektiv. In einigen Fällen kann es zwei- bis viermal besser sein.
Die meisten "Buch" -Leute nennen das Bearbeiten eines Gen-Shutdowns. Dies ist keine sehr genaue Bearbeitung. Präzise Bearbeitung - Sie haben beispielsweise das Sichelanämie-Gen und möchten A in T ändern. Das ist sicher. Wenn Sie das Hämoglobin-Gen loswerden möchten, ist CRISPR Ihr Werkzeug dafür.
Wenn Sie jedoch etwas genaues tun möchten, erhalten Sie den Wettlauf zwischen zufälliger und genauer Doppelkettenreparatur. Warum Dinge wie Lambda-Rot benötigt werden. Für CRISPR benötigen Sie zwei Nukleinsäuren: einen RNA-Guide und eine Spender-DNA. In Lambda-Rot müssen Sie nur die Spender-DNA einfügen, und das ist sicher, da es nicht doppelt bricht. Es greift in die normale Replikation ein, wenn Sie nur wenige Einzelstrangketten haben, und ersetzt ein einzelnes Stück. (Wenn Sie DNA kopieren, haben Sie kurze Stücke, die von Natur aus einzelsträngig sind, sie binden nur an sie.)
EH : Warum sind die Leute von CRISPR begeistert?
Kirche : Ich denke, es gibt eine Tendenz, Ikonen zu schaffen. Das Apple-Logo hat nichts mit Äpfeln zu tun. Dahinter stecken Elektronik, Software, Design, Tests, Stärke, menschliche Faktoren, all dies. Aber jeder sagt, dass dies Apple ist. Das gleiche gilt für CRISPR. Dies ist kein CRISPR. Dies ist die Bearbeitung.
Das ist meine kleine Schande.
EH : Bevor wir uns mit der Bearbeitung von Genen befassen, machen wir einen großen Schritt zurück und sprechen darüber, was Sie im Allgemeinen in Ihrem Labor tun.
Kirche : Was wir als Ganzes tun, ist die Entwicklung transformativer Technologien, idealerweise etwas mit einer erstaunlichen philosophischen Komponente, einer technologischen Komponente mit einem millionenfachen Faktor, nicht zwei, und sozialen Vorteilen. Sie versuchen dies alles zu berücksichtigen.
Beispiele für die Dinge, an denen wir beteiligt waren, sind die Sequenzierung der
nächsten Generation , mit der das menschliche Genom für weniger als 1.000 US-Dollar sequenziert werden kann;
In-situ-Sequenzierung , bei der Sie die Sequenzen der Komponenten in der Zelle sehen können; Schreiben Sie neue Genome und bearbeiten Sie sie nicht nur. Verwenden Sie sie dann, um Organismen, Organe und Ökosysteme präzise und kostengünstig zu erstellen. Vieles, was wir tun, hängt mit Sicherheit, Preis und der egalitären Verbreitung von Technologie zusammen.
EH : Diese transformativen Technologien werden manchmal als "synthetische Biologie" und im Fall von Wyss als "biologisch inspiriertes Engineering" bezeichnet. Was bedeutet das?
Kirche : Ich werde es so beschreiben. CRISPR ist eine winzige Teilmenge der Bearbeitung. Die Bearbeitung ist eine winzige Teilmenge der Genomtechnologie. Gentherapie ist eine Untergruppe der Gentechnik. Engineering ist eine Teilmenge der synthetischen Biologie. Die synthetische Biologie ist eine Untergruppe der biologisch inspirierten Technik, die die biologische Technik sowie Dinge umfasst, die eigentlich nicht biologisch oder biomedizinisch sind, wie kleine Roboterbienen und Schwarmtechnologien.
Man kann auch sagen, dass die synthetische Biologie eine echte Gentechnik ist, die alle Vorteile anderer Bereiche wie Elektrotechnik, Maschinenbau und Bauingenieurwesen bietet, aber auch ihre eigenen Vorteile: eine breite Palette von Werkzeugen und Ressourcen, die aus der Natur stammen, zum Beispiel CRISPR . Es war eine sehr komplexe Sache, und wir konnten sie von Bakterien an Säugetiere anpassen. Es war schwierig, aber wir haben es in einem Jahr geschafft. Wenn wir versuchen würden, CRISPR von Grund auf aus Atomen zu erfinden, wäre dies viel komplizierter.
Wir haben hochentwickelte Nanomaschinen aus der Natur sowie die Fähigkeit, unabhängig an der Evolution teilzunehmen. Mit einem Mobiltelefon oder Auto können Sie einen Prototyp oder ein Paar haben. Mit der Biotechnologie können Sie Billionen von Tests durchführen. Sie können Milliarden von Prototypen in vitro herstellen und gleichzeitig testen.
EH : Reden wir also über die Bearbeitung von Genen. Was sind die Anwendungen?
Kirche : Wir verwenden es, um
Schweine zu
„humanisieren“, damit wir ihre Organe entnehmen können . Wir verwenden es bei Wildarten, damit diese
gegen Lyme-Borreliose und Malaria resistent sind. Es erfordert viel technischen Aufwand, um sie nachhaltig zu machen, weil Sie nicht wollen, dass sie aussterben. Sie möchten, dass Mäuse oder Mücken stabil bleiben. Die extremste Form der Bearbeitung macht den Host resistent gegen alle Viren, auch gegen diejenigen, die Sie noch nie gesehen haben. Es stellt sich heraus, dass Viren keinen eigenen genetischen Code haben. Sie hängen vom Eigentümer ab. Sie können den Besitzer so ändern, dass er keinen Schaden erleidet, aber das Virus kann sich nicht einmal in ihm entwickeln.
Wir haben dies gezeigt, indem wir den genetischen Code eines industriellen Mikroorganismus geändert haben, und jetzt erweitern wir die Aufnahme auf mehrere Organismen und strengere Tests auf Resistenz gegen alle Viren.
EH : In diesem Jahr hat die FDA, wie Sie sagten, die erste Gentherapie genehmigt, eine Untergruppe der Gentechnik. Warum sind Gentherapien wertvoll?
Kirche : Gentherapie ist für uns besonders attraktiv, weil Sie fast sofort von der Theorie zur Hypothese und Therapie wechseln können. Sie müssen kein kleines Molekül öffnen. Ein kleines Molekül ist ein indirekter Ansatz. Wenn Sie Ihr molekulares Ziel kennen, kennen Sie nicht unbedingt die Zusammensetzung des Moleküls, das es beeinflusst. Wenn Sie das Phänomen kennen, kennen Sie nicht unbedingt Ihren Zweck oder Ihre Zusammensetzung des Moleküls. Wenn Sie eine Theorie haben, in der Sie den Mechanismus kennen, können Sie sofort und ohne Probleme mit der Gentherapie fortfahren. Wir werden von einer Theorie, die in einem einfachen Organismus funktionieren kann, zu einem Test entweder in menschlichen Organoiden oder in Mäusen und dann an Hunden und Menschen übergehen.
Ein weiteres Argument für die Gentherapie ist die Tatsache, dass Sie die Zelle grundsätzlich dauerhaft verändern können. Es ist wie in Newtons Gesetz: Bewegung ändert sich erst, wenn Sie etwas tun. Dies bedeutet, dass Sie die Pille nicht ein- oder mehrmals täglich einnehmen müssen. Ein möglicher Vorteil, der jedoch nicht realisiert wurde, da es nicht viele Gentherapien auf dem Markt gibt.
Wird bald sein . Ich bin mir ziemlich sicher, dass Gentherapien zu einem der genauesten und sichersten Mechanismen werden, die wir haben, weil sie leicht programmierbar sind. Sie sind einfach intelligent zu machen: Wo sie geliefert werden, was sie tun, die Logik, dass sie überprüfen, ob sie zur richtigen Zeit das Richtige am richtigen Ort tun. [Hier ist eine
kurze Beschreibung ihrer Funktionsweise.]
Der Vorteil einer intelligenten Droge, die unabhängig von der Person ist, die sich viel erinnern muss. Sie trinken blind eine Tablette, wenn Sie keine Blutproben entnehmen und diese auf einem Computer analysieren, der Ihnen sagt, wann und was zu tun ist. Die meisten Pillen werden gleichmäßig eingenommen. Ich bekomme die gleiche Dosis wie Sie, unabhängig von unserem Gewicht, der Tageszeit, unabhängig von meinem Stress und so weiter. Wir streben nach Präzisionsmedizin, sind aber noch nicht dazu gekommen. Gentherapie ist unsere beste Chance für Präzisionsmedizin. Es ist im Nanobereich automatisiert.
EH : Wie können genaue Gentherapien durchgeführt werden?
Kirche : Sie können intravenös in der Systemlieferung geliefert werden. Wir haben einige Hinweise darauf, dass wir in verschiedenen Geweben zumindest geringe Mengen erreichen können. Sie können intramuskulär oder über den Darm in die Netzhaut des Gehirns gelangen. Es könnte sogar eine Pille sein. Sie muss durch den Magensaft, dann durch die Darmbarriere und dann, wenn Sie ins Gehirn gelangen möchten, eine weitere Barriere zum Gehirn überwinden.
EH : Ich habe gehört, dass Sie an einer Anti-Aging-Gentherapie arbeiten. Sprechen wir also über das Altern. Gibt es eine akzeptable kausale Theorie des Alterns?
Kirche : Es gibt Hypothesen und verschiedene Denkrichtungen. Es war nicht so reif für einen Konsens. Relativ wenige interessante Bereiche der Biologie, in denen Konsens besteht. Es gibt eine Schule, die sagt, dass dies alles Schaden ist, und Sie müssen den verursachten Schaden wiederherstellen. Es gibt eine andere Schule für Regulation und Epigenetik. Wenn Sie eine Zelle in den richtigen epigenetischen Zustand versetzen, kann sie den Schaden selbst reparieren. Eine junge Zelle ist viel effektiver bei der Reparatur.
Es gibt auch
Kennzeichen des Alterns - ungefähr neun Komponenten - und vielleicht sollten Sie alle reparieren, um sich zu verjüngen. Ich mag diese Version, in der sie über spezifische biologische Mechanismen sprechen. Wenn Sie sie bekämpfen oder verwenden, erhalten Sie die beste Chance für eine Alterungsbehandlung.
Die Frage: „Warum“ wir altern, ist viel weniger nützlich als seine Mechanismen, aber mit einer gewissen Intuition, warum Alterungsmechanismen solche sind, kann sie Ihnen helfen, sie zu manipulieren. Und sehr oft möchten Sie sie auf unnatürliche Weise manipulieren, und dies erfordert ein tieferes Verständnis. Wenn Sie versuchen, etwas völlig Natürliches zu tun, ist Ihr Protokoll klar. Wenn Sie feststellen, dass wir in der westlichen Welt viel Marmorkuh gegessen haben, was in der Antike nicht der Fall war, müssen Sie nur die Marmorkuh loswerden, und das war's. Wenn Sie dagegen versuchen, Menschen länger als 150 Jahre zum Leben zu erwecken, gibt es dafür keinen Präzedenzfall. Sie können nicht in Geschichtsbücher schauen und herausfinden, was Menschen gegessen haben, als sie als Methusalah lebten, weil es nicht so war.
Ich denke, dass es eine gewisse Tendenz gibt, Hoffnung mit Realität zu verwechseln, dass es eine Quelle der Jugend gibt, etwas Wasser, das man trinken kann, etwas Essen, das man essen kann, und das würde das Problem lösen.
EH : Lösen Sie das Problem, lösen Sie das Altern. Wie wird dies erreicht?
Church : Wenn Sie alle neun Zeichen auf einmal reparieren könnten, wäre das natürlich gut. Die Umkehrung des Alterns wurde
bei einfachen Tieren nachgewiesen . Einige Leute werden sie als zu einfach abtun - weil sie ein sehr kurzes Leben haben, ist es nicht verwunderlich, dass Sie sie länger leben lassen können. Aber ich denke, es ist sehr klar, dass das Altern in gewisser Weise programmiert ist. Nicht dass Sie darauf programmiert waren, in einem bestimmten Alter zu sterben, aber die Faulheit der Evolution führte dazu, dass Ihr Programm den Tod nicht verhinderte.
Im Laufe der Evolutionszeit war es unpraktisch, einen Großteil Ihrer kostbaren Nahrung zu investieren, um länger zu leben, um die Analogie zu verwenden, da Sie immer noch vom Wolf gefressen würden. Jetzt haben wir viel überschüssiges Essen und anstatt es fettleibig werden zu lassen, lassen wir es länger leben, indem wir zusätzliches ATP für Reparatur und Verjüngung ausgeben. 20-Jährige können das leicht, aber nach 60 sind Sie nicht sehr gut darin.
EH : Wie werden Sie Hallmarks reparieren?
Kirche : Einer meiner früheren Beiträge, João Pedro de Magalhães, hat eine Datenbank, die viele Forscher unter dem Namen
GenAge verwenden . Es enthält etwa 304 Gene, für die Daten beim Menschen verfügbar sind, sowie Würmer, Fliegen und Hefen und mehr. Die Idee ist, eine Teilmenge der Gene, von denen gezeigt wurde, dass sie eine Rolle für die Langlebigkeit oder die Umkehrung des Alterns in kleinen Organismen spielen, zu nehmen und sie für die Verwendung in der Gentherapie neu zu konfigurieren. Sie ändern das Gen in eine langlebige Version, die die Einführung in die Keimbahn erfordert und in der Tat keine gute Strategie für Menschen ist, da die meisten von uns, die Langlebigkeit wünschen, bereits erwachsen sind und wir es als Gentherapie mit Adeno-assoziierten neu konfigurieren werden das Virus. Dies ist eine additive Gentherapie, nicht subtraktiv, wie CRISPR.
Wie gesagt, es ist sehr einfach, von der Theorie zur Gentherapie zu wechseln. Wir haben eine höhere Priorität festgelegt, bei der nicht jede Zelle zu 100% geliefert werden muss. Es ist in der Zukunft. Wir beginnen mit Dingen, die keine unabhängigen Zellen sind oder die irgendwie mehr als eine Zelle betreffen können.
EH : Wie würde eine Umkehrung des Alterns für eine Person aussehen?
Kirche : Tatsächlich bringt es Ihre Biomarker zu einem jugendlicheren Aussehen. Viele von ihnen sind molekular, aber auch physiologisch: Stärke, Gedächtnis, Infektionsresistenz, die Liste geht weiter. Wenn Sie etwas wirklich Systemisches haben, sollte es eine Korrelation mit Ihrem Aussehen geben.
EH : Wie weit ist es?
Kirche : Die einfache Antwort lautet: Ich weiß es nicht. Wahrscheinlich werden wir in den nächsten ein oder zwei Jahren die ersten Tests an Hunden sehen. Wenn sie funktionieren, werden menschliche Versuche in zwei weiteren Jahren vergehen und in acht enden. Sobald Sie die ersten guten Ergebnisse erhalten, haben Sie einen positiven Feedback-Zyklus.
EH : Und Sie arbeiten tatsächlich an Hundeversuchen.
Church : Ja, und das spezielle Hundemodell, das wir verwenden, hat ein Herzkrankheitsproblem.
Rejuvenate Bio ist im Inkubationsmodus immer noch ein halb verstecktes Unternehmen, aber Versuche sind kein Geheimnis. Hunde selbst sind ein Markt. Dies ist nicht nur ein großer Organismus, der einer Person nahe steht. Sie sind das, wofür die Leute bezahlen werden. Und bei der FDA ist die Auflösung für Hunde viel schneller als für Menschen - etwas mehr als ein Jahr gegenüber neun Jahren oder so. Wir werden Hundetests durchführen, und es wird ein Produkt sein, und es wird sich für die Erweiterung der Skala für Versuche am Menschen auszahlen.
EH : Muss die FDA das Altern als Krankheit einstufen, um es zu behandeln?
Kirche : Nein, sie tun, was sie tun müssen. Wenn Sie tatsächlich etwas haben, das zur Umkehrung des Alterns führen kann, werden sie es genehmigen. Sie werden es in gewöhnlichen Begriffen verwenden, aber es kann zusätzliche Vorteile haben. Mit anderen Worten, wenn Sie etwas haben, das ein Problem und eine Reihe anderer behebt, müssen Sie es nicht auf dem Etikett platzieren. Die FDA hindert Sie nicht daran, Dinge für andere Zwecke zu verwenden oder zwei Dinge gleichzeitig zu heilen.
EH : Was halten Sie von den
Studien mit Metformin und anderen Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln?
Kirche : Wir müssen alle Wege ausprobieren. Obwohl sich meine Forschung nicht auf kleine Moleküle konzentriert, bin ich froh, dass die Leute sie betrachten. Wir untersuchen keine kleinen Moleküle, weil wir glauben, dass es viele Dinge gibt, die auf einer sehr grundlegenden Ebene behoben werden müssen, und dies wird viele kleine Moleküle erfordern. Sogar die Herstellung eines erfolgreichen Arzneimittels ist ein Milliardengeschäft, das am besten in einem Pharmaunternehmen durchgeführt wird. Nach unserer Erfahrung können Sie viele Gentherapien gleichzeitig und zu einem erschwinglichen Preis durchführen.
Es ist nicht nur ein Preis. Ich denke an Effizienz und Erweiterbarkeit. Die allgemeine Erfahrung ist, dass je wirksamer das Medikament ist, desto schwieriger ist die Krankheit, mit der Sie zu tun haben, und das Altern ist natürlich eine sehr schwierige Krankheit, da die Wahrscheinlichkeit, dass Sie daran sterben, zu 100% besteht, wenn etwas nicht früher passiert. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie einen einfachen Cocktail von Verbindungen haben, die beim Menschen über einen weiten Bereich wirken und keine Rückkopplungsmechanismen erfordern.
EH : Jennifer Dudna, Miterfinderin von CRISPR, sprach in ihrem Buch „
Ein Riss in der Schöpfung: Geneditierung und die undenkbare Kraft zur Kontrolle der Evolution “ über die Möglichkeit, dass wir unsere wirtschaftliche Ungleichheit durch Geneditierung auf die Medizin ausweiten. Was denkst du darüber?
Kirche : Wir haben die Kosten und den Preis vieler Dinge, einschließlich des Lesens des Genoms, um drei Millionen Mal gesenkt. Bei der Herstellung von synthetischen Oligonukleotiden noch mehr. In der Bearbeitung etwas bescheidener: vielleicht 100 mal. Aber ich denke, wir können mehr tun. Ich sehe keinen besonderen Grund, warum Biologie nicht kostengünstig durchgeführt werden kann. Es kommt darauf an, wie viel klinische Studien kosten und über welche Masse der Bevölkerung Sie die Kosten für Studien amortisieren können. Wenn Sie einen kleinen Test haben, der für eine große Population funktioniert, werden Sie Ihr Geld schnell zurückgeben.
Und Altern ist ein potenzieller Markt für 7,5 Milliarden Menschen, im Gegensatz zur Behandlung einer speziellen Augenkrankheit wie der
Ökobilanz, die wir bei Editas durchführen und die eine von einer Million sein kann. Eine Möglichkeit, den Preis zu senken, besteht darin, die Forschung klein zu halten, etwas mit hoher interner Sicherheit zu haben, das von einer großen Anzahl von Menschen benötigt wird. Ich mache all das oben. Aber natürlich ist die Geschichte der Pharmazeutika das Gegenteil. Die Kosten steigen weiter. Ich denke, alles kann sich ändern.
EH : Was ist bei allen vorhandenen und am Horizont befindlichen Gesundheitsschutzprodukten das ideale Profil für personenbezogene Daten, wenn Sie Ihre Gesundheit maximieren möchten?
Church : Ich denke, dass für die diagnostischen Zwecke Ihr vererbtes Genom das wertvollste ist und die Diagnose viel kostengünstiger als die Therapie ist, da Therapien Gentherapien sind, etwa eine Million Dollar kosten und nur wenige von ihnen zugelassen wurden. Die Diagnose wird wirklich unterschätzt und ist kostengünstig. Fünf Prozent der Babys werden mit einer sehr schweren Erbkrankheit geboren und können vermieden werden. Sie können Verhütung im Voraus oder, wenn es nicht gegen Ihren Glauben ist, durch Abtreibung anwenden, aber Sie können diese sehr schweren, schmerzhaften und teuren Krankheiten vermeiden.
Im Idealfall erfolgt dies durch vollständige Genomsequenzierung und nicht durch herkömmliche SNPs wie in
23andMe . Sie diagnostizieren nicht die gesamte Bandbreite rezessiver und dominanter Mendelscher Krankheiten, aber Unternehmen wie
Veritas tun genau das. Früher lag der Preis bei drei Milliarden Dollar, jetzt bei 999 Dollar, was Sie vor einer Erbkrankheit bewahren kann, und dies ist überhaupt kein Problem.
Für ein Mikrobiom wäre die vollständige Genomsequenz aller Bakterien teuer und wahrscheinlich übermäßig, aber niemand hat wirklich ein so hohes Niveau erreicht, das wäre zu viel. Und ich denke nicht, dass eine Mikrobiomanalyse so wertvoll wäre, aber eine Therapie wie Kottransplantate zur Behandlung von Clostridium difficile war sehr wertvoll.
Manchmal ist die Diagnose wichtig, manchmal die Behandlung. Manchmal ist keiner von ihnen gebrauchsfertig.
EH : Warum bestellen nicht mehr Leute die vollständige Genomsequenzierung?
Church : In den USA haben wir sehr merkwürdige Beziehungen zur Medizin, die sich von jedem anderen Produkt unterscheiden, das wir kaufen. Wenn Sie Ihr Handy, Auto oder Zuhause aufrüsten möchten, kaufen Sie es. Sie sagen nicht: "Ich werde warten und sehen, ob ich eine Entschädigung bekomme?" , . , . , , , – , .
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