Ende 2012 schlug die französische Mikrobiologin Emmanuelle Charpentier eine Gruppe amerikanischer Wissenschaftler vor, um Crispr zu gründen. Zu der Gruppe gehörten Jennifer Doudna von der University of California in Berkeley, George Church von der Harvard University und sein ehemaliger Postdoc Feng Zhang vom genannten Institut. Broadov - die hellsten Sterne des damals engen Wissenschaftsbereichs, die
CRISPR studieren. Zu dieser Zeit wurden kaum hundert Werke über eine wenig bekannte Methode zur gezielten DNA-Bearbeitung veröffentlicht. Es gab definitiv kein Geld in dieser Gegend. Charpentier glaubte jedoch, dass sich alles ändern sollte, und um den Prozess der Interaktion mit geistigem Eigentum zu vereinfachen, lud sie Wissenschaftler zur Vereinigung ein.
Der Traum war edel, aber nicht dazu bestimmt, wahr zu werden. Im folgenden Jahr entwickelte sich die Wissenschaft rasant, Risikokapitalgeber schnüffelten daran, und alle Hoffnungen auf Vereinigung verschwanden und verschwanden, weggespült von einer Welle von Milliarden von Investitionen. Infolgedessen organisierten die führenden Unternehmen der CRISPR-Technologie drei Unternehmen - Caribou Biosciences, Editas Medicine und Crispr Therapeutics -, um ihre Arbeit in den Labors zur Behandlung von Krankheiten zu nutzen. Fast fünf Jahre lang versprachen die Großen Drei, eine genaue Gentherapie zur Behandlung erblicher Erbkrankheiten zu etablieren. Und jetzt sagt eines der Unternehmen, dass es bereit ist, seine Ideen in der Öffentlichkeit zu testen.
Letzte Woche gab das Unternehmen von Charpentier, Crispr Therapeutics, bekannt, dass es den europäischen Regulierungsbehörden einen Antrag auf Erlaubnis zur Durchführung von Studien am Menschen zur Behandlung der erblichen
Beta-Thalassämie- Krankheit gestellt hat. Versuche, die auf genetische Korrekturen in Stammzellen testen, die rote Blutkörperchen produzieren, könnten im nächsten Jahr beginnen. Das Unternehmen plant außerdem, Anfang 2018 einen Antrag auf Zulassung eines neuen Arzneimittels zur Behandlung von
Sichelzellenanämie an die US-amerikanische Food and Drug Administration zu senden. Das Unternehmen mit Tochtergesellschaften in Zug (Schweiz) und Cambridge (Massachusetts) sendet dieselben Daten gleichzeitig an zwei Aufsichtsbehörden auf zwei verschiedenen Kontinenten.
Beide Krankheiten entstehen durch Mutationen des einzigen HBB-Gens, das Anweisungen zur Herstellung des Beta-Globin-Proteins enthält, einer der Komponenten des Hämoglobins, das Sauerstoff bindet und über rote Blutkörperchen an das Körpergewebe abgibt. Eine der Mutationen führt zu einer unzureichenden Produktion von Hämoglobin; Der andere erzeugt abnormale Strukturen von Beta-Globin, die die Form der roten Blutkörperchen zum Aussehen eines Halbmonds oder einer Sichel verzerren. Beide Krankheiten können zu Anämie, wiederkehrenden Infektionen und Schmerzwellen führen. Crispr Therapeutics hat einen Weg entwickelt, beide Krankheiten mit einem Medikament abzutöten.
Es funktioniert nicht mit HBB, sondern durch Erhöhung der Expression eines anderen Gens, das für die Produktion von
fötalem Hämoglobin (Hämoglobin F) verantwortlich ist. Wir werden alle mit fötalem oder fötalem Hämoglobin geboren - so übertragen Zellen Sauerstoff zwischen Mutter und Kind im Mutterleib. Im Alter von sechs Monaten tritt Ihr Körper auf die Bremse, beendet die Produktion von Hämoglobin F und wechselt in die Erwachsenenform. Das Medikament von Crispr Therapeutics löst nur diese Bremsen.
Wissenschaftler entnehmen eine Blutprobe und trennen die hämatopoetischen Stammzellen - diejenigen, die rote Blutkörperchen produzieren. Dann schockieren sie sie in einer Petrischale, so dass die CRISPR-Komponenten in diese Zellen gelangen und das Hämoglobin-F-Gen in sie einbauen. Um Platz für neue, bearbeitete Stammzellen zu schaffen, zerstören Ärzte die Knochenmarkzellen bestehender Patienten durch Bestrahlung oder große Dosen Chemotherapie. Eine Woche nach der Infusion finden neue Zellen ihren Weg nach Hause zum Knochenmark und beginnen, rote Blutkörperchen zu produzieren, die Hämoglobin F tragen.
Laut
Unternehmensdaten aus Studien an menschlichen und tierischen Zellen, die auf der Jahrestagung der American Hematology Society in Atlanta vorgestellt wurden, zeigt die Behandlung eine hohe Bearbeitungseffizienz. Mehr als 80% der Stammzellen sind Träger von mindestens einer Kopie des editierten Gens, das die Produktion von Hämoglobin F startet - dies reicht aus, um die Expression um 40% zu erhöhen. Sam Culkarni, kürzlich zum Direktor von Crispr Therapeutics gewählt, sagt, dies sei mehr als genug, um das Auftreten von Symptomen zu verringern und die Notwendigkeit von Transfusionen bei Patienten mit Beta-Thalassämie und Sichelzellenanämie zu verringern oder sogar zu beseitigen.
Frühere Studien zeigen, dass bereits eine geringe Änderung des Prozentsatzes der Stammzellen, die gesunde rote Blutkörperchen produzieren, eine Person mit Sichelzellenanämie positiv beeinflussen kann.
„Ich denke, dies ist sowohl für uns als auch für die gesamte Region ein bedeutsamer Moment“, sagt Kulkarni. "Noch vor drei Jahren haben wir über die Behandlung von CRISPR als Science-Fiction gesprochen, und hier sind wir."
Etwa zur gleichen Zeit im vergangenen Jahr verwendeten chinesische Wissenschaftler CRISPR erstmals beim Menschen, um eine aggressive Form von Lungenkrebs im Rahmen einer klinischen Studie in Chengdu, Sichuan, zu behandeln. Seitdem haben Immunologen der University of Pennsylvania begonnen, Patienten mit tödlichem Krebs für die ersten CRISPR-Studien in den USA aufzunehmen. Sie haben versucht,
T-Lymphozyten zu pumpen, um die Tumoren besser anzugreifen. Bisher hat jedoch niemand CRISPR zur Behandlung genetisch bedingter Krankheiten eingesetzt.
Editas, ein Konkurrent von Crispr Therapeutics, war einst führend bei der Korrektur vererbter Mutationen. Das Unternehmen gab bekannt, dass es in diesem Jahr Gene bei Patienten mit einer seltenen Netzhauterkrankung namens
Leber-Amaurose bearbeiten wird. Im Mai beschlossen die Direktoren jedoch, die Studien auf Mitte 2018 zu verschieben, nachdem sie Probleme mit der Produktion eines der Elemente hatten, die für die Lieferung bearbeiteter Gene erforderlich sind. Intellia Therapeutics, das von Caribou mit einer exklusiven CRISPR-Lizenz für die Vermarktung von Therapien im Zusammenhang mit menschlichen Genen und Zellen mitbegründet wurde, testet derzeit noch seine führende Behandlung an Primaten und wird voraussichtlich nicht vor 2019 in klinischen Studien erscheinen. Und all diese Rennen bis zur endgültigen klinischen Linie sind nicht nur für das Recht, zuerst angerufen zu werden. Der Erste zu sein bedeutet, eine erfolgreiche Geschäfts- und Lieferkette aufzubauen.
Klinische Anwendungen von CRISPR reifen viel schneller als andere ältere Geneditierungstechnologien. Sangamo Therapeutics arbeitet seit 1995 mit einem DNA-Schneidwerkzeug namens
Zinkfinger . Im November, mehr als zwei Jahrzehnte später, stellten Ärzte dem 44-jährigen Brian Mado, der an einer seltenen genetischen Krankheit, dem
Hunter-Syndrom , leidet, dieses Tool zusammen mit Milliarden Kopien des bearbeiteten Gens vor. Er war der erste Patient, der in der allerersten Gen-Editing-Studie im Körper behandelt wurde. Trotz des Aufkommens neuer, effektiverer Technologien wie CRISPR konzentriert sich Sangamo weiterhin auf Zinkfinger, da sie behauptet, dass diese sicherer sind und weniger unangenehme genetische Folgen haben können.
CRISPR hat einige Leistungsprobleme, obwohl ihre tatsächliche Größe immer noch umstritten ist. Eine neue Studie, die erst am Montag in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, argumentiert, dass genetische Unterschiede zwischen Patienten die Wirksamkeit und Sicherheit der CRISPR-Behandlung so stark beeinflussen können, dass maßgeschneiderte Behandlungen möglich sind. Dies bedeutet, dass CRISPR-Unternehmen viel härter arbeiten müssen, um den Aufsichtsbehörden zu beweisen, dass ihre Behandlung für die Anwendung bei echten Menschen sicher genug ist - und um Patienten zu beweisen, dass die Teilnahme an den Studien das Risiko wert ist. Kulkarni sagt, sie hätten 6.000 Positionen im Genom getestet und keine einzige Nebenwirkung gefunden. Aber nur amerikanische und europäische Regulierungsbehörden werden entscheiden, ob solche Beweise ausreichen, um klinische Studien mit CRISPR zu beginnen.