과학자 팀은 최근 CRISPR 시스템에서 사용되는 것과 같은 유전자 편집자의 작용을 제어하기 위해 경구 복용 약물을 사용할 수 있는 혁신적인 유전 시스템을 만들었습니다. 이것은 세포와 동물에 대한 연구 연구에 유용한 응용 프로그램을 가지고 있으며 아마도 가장 중요한 것은 인간의 미래 유전자 치료법의 안전성과 정확성을 향상시킬 수 있다는 것입니다. 이 기술은 유전자 및 질병 연구에 광범위하게 적용될 수 있으며, HD 관련 약물을 통합하여 HD 전문 연구원에 의해 개발되었습니다. 실제 임상은 아직 멀었지만, 최근 기술을 라이선스한 회사는 HD에 대한 기존의 관심을 갖고 있다.

유전자 치료의 통제력 향상

최근 몇 년 동안 유전자 치료법을 전달하는 방법이 크게 개선되었지만, 일단 뇌 또는 신체의 다른 부분에서 목표에 도달하면 해당 치료법의 작용을 제어하는 ​​것은 아직 불가능합니다. 이상적으로는 인간 유전학을 수정할 때 유전적 변화의 위치, 한 번에 발생하는 변화의 양, 유해한 것으로 판명되면 주변 세포의 변화를 막을 수 있는 능력 등을 미세 조정할 수 있기를 원합니다. – 마지막 두 가지는 지금까지 유전자 편집에서 특별한 도전으로 판명되었습니다.

X^on이라는 최근에 개발된 유전자 스위치 시스템은 이러한 문제 중 일부를 새로운 방식으로 해결합니다. 그것은 필라델피아 어린이 병원의 Beverly Davidson이 이끄는 과학자 팀과 제약 회사 Novartis의 연구원이 합류하여 만들었습니다. X^on의 배경은 온/오프 스위치 역할을 하는 약물을 사용하여 정확하게 전달되고 시간이 지남에 따라 제어할 수 있는 유전자 편집 기술을 만드는 것이었습니다.

어떻게 작동합니까?

항상 켜져 있고 특별한 도구로만 끌 수 있는 빨간 신호등을 상상해 보십시오. 빨간불이 꺼지기 전까지는 전진할 방법이 없습니다. X^on 시스템을 통해 과학자들은 유전자와 신호등을 함께 유전자 패키지에 삽입하고 접시나 살아있는 동물의 세포에 전달함으로써 모든 유전자 앞에 신호등을 놓을 수 있습니다. 새로운 유전자는 존재하지만 비활성화되어 신호등을 제거할 때까지 메시지나 단백질을 생성할 수 없습니다. 그러나 특정 약물이 세포에 도달하면 유전자 정지 신호를 끄고 유전자를 활성화시키는 도구 역할을 합니다.

이것이 흥미진진한 과학적 혁신인 이유는 X^on 시스템을 통해 연구자가 단순히 성장하는 세포 접시에 약물을 추가하거나 연구 동물에게 약물. 이것은 주어진 유전자나 단백질이 너무 많거나 너무 적을 때 어떤 일이 일어나는지 이해하거나 노화 중 다른 시점에서 유전적 개입을 쉽게 탐색할 수 있는 질병 모델을 만드는 새로운 방법이 될 수 있습니다.

Nature 저널의 최근 간행물에서 Davidson의 팀은 신경퇴행성 질환과 암과 관련된 다양한 유전자를 사용하여 이 기술을 테스트하여 신호등 장애 약물을 투여한 시기와 양에 따라 그 수준을 조절할 수 있음을 보여주었습니다.

CRISPR 유전자 편집과 X^on 결합

더욱 흥미로운 점은 X^on 시스템을 CRISPR와 같은 기술에 적용할 수 있다는 점과 치료제로서의 유전자 편집의 미래입니다. 이 최근 논문은 X^on 시스템이 CRISPR-Cas9 기술과 결합되어 생쥐에게 공급되는 약물을 사용하여 CRISPR 편집을 보다 정밀하게 제어할 수 있음을 보여줍니다. Davidson의 팀은 마우스의 간 세포를 녹색으로 빛나게 할 수 있는 인공 유전자를 사용하여 이것을 시연했습니다. 그러나 궁극적으로 희망은 그것이 인간 치료에 적용될 수 있다는 것입니다.

우리가 CRISPR 유전자 편집을 더 잘 제어하는 ​​데 도움이 될 수 있는 시스템은 미래 의약품에 이 기술을 안전하게 적용할 수 있는 더 많은 희망을 제공하기 때문에 흥미로운 전망입니다. 이것은 인간 DNA에 대한 직접적이고 돌이킬 수 없는 변화가 과감한 결과를 초래할 수 있기 때문에 현재 대부분의 질병에 대해 가능하지 않습니다. 우리는 최근 간에서 일반적으로 영향을 미치는 인간 질병에 대한 CRISPR 약물의 최초의 성공적인 안전성 시험에 대해 썼습니다. 이론상 사람의 HD 유전자를 잘라내거나 교정하는 것은 놀라운 일이지만 칼과 같은 CRISPR 시스템은 거의 항상 다른 유전자에 원치 않는 추가 변화를 초래합니다. 이것이 우리가 유전자 편집이 간에서 세포처럼 재생되지 않는 인간 뇌 세포의 치료에 적용하려면 먼 길을 가야 한다고 강조하는 이유입니다.

“질병 유전자(HD 유전자와 같은)를 표적으로 하는 CRISPR-Cas9 시스템과 X^on을 결합하면 경구 약물이 유전자 편집기를 켜고 끌 수 있음을 의미합니다. ”

질병 유전자(HD 유전자와 같은)를 표적으로 하는 CRISPR-Cas9 시스템과 X^on을 결합하면 경구 약물이 유전자 편집기를 켜고 끌 수 있음을 의미합니다. 투여량은 또한 유전자 편집의 양을 제어하기 위해 조정될 수 있습니다. 적색 신호등을 비활성화하는 도구로 작용할 뿐만 아니라 정확한 조절을 위한 “조광기 스위치"로도 작용합니다. 안전을 위해 가장 중요한 것은 문제가 발생하면 치료를 중단하여 DNA의 추가 변화를 방지할 수 있다는 것입니다. X^on 시스템 및 기타 유전자 편집 "조광기 스위치"가 초기 개발 단계에 있기 때문에 현재로서는 이것이 모두 이론적인 것입니다. 그럼에도 불구하고 이 간행물은 이를 사람의 치료법에 적용할 가능성을 암시하고 있으며 Novartis는 X^on 기술을 라이선스했습니다.

이 혁신이 HD 연구 뉴스가 된 이유는 무엇입니까?

무엇보다도 우리는 HD가 단일 유전자의 변화로 인해 발생한다는 것을 알고 있으므로 항상 유전 요법의 주요 후보였으며 전 세계 수십 명의 연구원과 회사가 HD의 근원을 치료하기 위한 혁신적인 솔루션을 개발하고 있습니다. HDBuzz(및 HD 연구원)는 항상 기존 방법을 개선하는 새로운 기술을 주시하고 있습니다. 또한, 최근 Nature 논문을 발표한 팀의 리더들은 유전자 치료 개발에 많은 경력을 바친 존경받는 HD 연구원입니다.

그러나 이 간행물이 HD 커뮤니티의 뉴스로 등장한 주된 이유는 X^on 시스템이 실제로 유전자 편집 스위치를 전환하기 위해 기존 약물에 의존하고 있으며 그 약물은 다름 아닌 바로 branaplam이기 때문입니다. . 네, 노바티스가 곧 성인 헌팅턴병을 대상으로 한 임상 시험에서 테스트할 브라나플람SMA 어린이 치료를 위해 개발된 경구 약물입니다.

이것은 X^on 유전자 편집이 HD에 대한 향후 시험에 어떤 역할을 한다는 의미가 아닙니다. 그것은 단순히 유전적 잘라내기 및 붙여넣기 능력을 가진 약물인 브라나플람이 연구하고자 하는 유전자 과학자의 활동을 제어하도록 조정할 수 있는 우아한 새 시스템의 일부를 형성한다는 것을 의미합니다. 유전자 편집을 위한 "조광기 스위치” 시스템은 완전히 다른 약물을 사용하도록 잠재적으로 설계될 수 있지만 이러한 초기 실험에서 X^on과 branaplam을 사용한 정밀 제어는 유연성과 정확성에 대한 많은 테스트를 견뎌냈습니다. .

집에 가져가는 메시지

X^on 시스템은 정말 멋진 초기 단계 기술이며 인간 치료에 적용할 준비가 되지 않았지만 유전자 편집 도구 상자의 새로운 요소입니다. 또한 HD 전문 지식을 가진 연구원들이 만들었으며 이미 HD 치료제에 투자한 주요 제약 회사에서 라이선스를 받았습니다. 이는 HD 및 관련 유전 질환의 연구 및 잠재적 치료에서의 지속적인 발전에 좋은 징조입니다.