Nat Biotech：体内基因编辑已经开始，实现临床治疗！
CRISPR被用作可编程基因编辑工具还不到十年，它就已经进入了临床。编辑试剂自身的改进也在不断取得进展，包括引导rna (gRNAs)和Cas内切酶的改进，以提高切割精度和最小化基因毒性效应。但是，对于临床应用而言，全身递送仍是一项正在进行的工作，依赖于病毒载体和脂质纳米颗粒技术(LNPs)用于其他核酸治疗。“这些都是很好的技术，但它们有一些严重的缺陷，”Spotlight联合创始人之一、ETH Zürich的雅各布·科恩(Jacob Corn)说。“当人们试图让游戏变得更好时，他们就会迭代核心理念。他们试图制造新的AAV衣壳或者试图为lnp制造不同类型的脂质。对于你该如何做到这一点，他们并没有不同的想法。”
Jacob Corn, Spotlight Therapeutics的联合创始人
聚焦疗法诞生于重新设想CRISPR传递的愿景。该公司的三位联合创始人——corn;加州大学旧金山分校的亚历克斯·马森(Alex Marson);加州大学伯克利分校(University of California, berkeley)的帕特里克·许(Patrick Hsu)专注于CRISPR领域中需要新思维的交付领域。
“我们认为有一个机会,基于一些初步工作是发生在我们的实验室和一些事情我们看到在这一领域,利用Cas9是一种蛋白质,并且我们可以使用药用生物化学的力量开始解决蛋白质特定的细胞类型,”解释了马森。
中心思想是利用由细胞穿透肽(CPPs)、抗体和配体组成的“部分库”，将Cas内切酶及其gRNA靶向于体内特定的细胞类型。这些部分可以重组成靶向活性基因编辑器(TAGEs)。TAGEs将细胞靶向抗体与与预载gRNA的Cas内切酶连接的CPPs结合。它们找到想要的细胞，穿过细胞膜，穿透细胞核，在那里它们可以编辑感兴趣的位点。
麻省总医院基因组医学中心的Ben kleinstver说:“我们有一个非常丰富的编辑工具箱，剩下的障碍之一是如何在体内将这些工具小心地传递给不同类型的细胞。”“他们正在解决该领域的一个非常关键的需求，如果他们能取得进展，将会非常有影响力。”
为了识别可用于TAGEs的靶向分子，Spotlight结合了合理的设计和高通量筛选。该公司表示，他们的发现管道使他们能够识别在实践中有效的靶向分子，而不仅仅是在理论上。他们的筛选平台确保一个给定的分子有效地将编辑器传递到细胞核。“如果你只是制造一种抗体，当然，它会与细胞表面受体结合，但你怎么知道它会进入?””玉米说。“如果它进入我们的系统，它实际上就进入了细胞核。”
到目前为止，人类的大多数基因编辑都是利用体外工程的细胞进行的，扩展后再注入。癌症中的嵌合抗原受体(CAR)-T细胞就是一个例子;另一个是造血干细胞工程，用于治疗镰状细胞病或β-地中海贫血等血液疾病。这些体外疗法允许直接将基因编辑试剂递送到所需的细胞。但因为它们通常是自体的，n -1的方法，它们也很昂贵，复杂和劳动密集型。在某些情况下，患者必须忍受一种有毒的调理疗法，为编辑的细胞扫清道路。
马森说:“这正是重点报道节目拥有巨大机遇的地方。“转向体内编辑的最大动机是，这将使CRISPR的好处民主化。编辑将从一个在某些情况下具有毒性的极其复杂的过程，转变为可以直接在体内完成的事情，希望一次性注射就能产生疗效。”
当然，体外治疗的一个好处是有机会对编辑过的细胞进行质量控制。将基因编辑试剂直接注射到人体内，使研究人员失去了对基因编辑的控制，没有犯错的余地。即使编辑试剂变得更有特色和可控，关于脱靶或其他非预期基因组变化的问题仍然存在。在体内给药也严重偏向于某些组织，如肝窦内皮细胞，肝细胞上大量的唾液酸蛋白受体迄今为止一直是共轭介导给药在临床上成功的主要目标。
亚历克斯·马森，Spotlight Therapeutics的联合创始人
尽管重点报道的重点是优化传递技术，而不是编辑器本身，但任何体内基因编辑疗法都必须应对发生在体内而非体外的基因组编辑的“未知的未知”可能性。Hsu说:“在体内模型中对基因组编辑的基因组结果进行系统、公正的分析一直是该领域的一个重点。”“但这需要针对每一种新的治疗候选药物分别加以解决。”
“我们知道CRISPR可以触发一些染色体重排，”Cellectis的首席科学官Philippe Duchateau说。他警告说，谨慎的剂量对于避免脱靶效应至关重要。他说:“用量要刚好够达到你想要的效果，但不要太多。”“如果你在细胞中注入太多的核酸酶，你就会开始产生这些非位点效应。这项技术将很难调整所需的剂量。”他补充说:“基因编辑领域仍处于起步阶段。体内应用是未来的趋势，但就目前而言，我们还没有实现。”
不管准备好了没有，体内基因编辑已经开始。2020年3月，Editas Medicine(与Allergan)宣布对其首位患者进行注射CRISPR治疗，以纠正导致失明的中心体蛋白290 (CEP290)突变。该治疗通过直接注入视网膜的腺相关病毒血清型5 (AAV-5)载体将特异性的Cas9/gRNAs传递给CEP290。
https://www.nature.com/articles/d41587-021-00011-9
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