עריכת גנים בתוך הגוף: חלקיק חדש הגיע לכבד, לריאות ולמוח

גנים הם ההוראות שהגוף משתמש בהן כדי לתפקד, ועריכת גנים היא תיקון של הוראה פגומה בקוד הגנטי. המדענים כבר יודעים לערוך DNA בדיוק. הקושי הגדול הוא להביא את כלי העריכה לתא הנכון בתוך הגוף.

חוקרים פיתחו עכשיו חלקיק שומן שמצליח בזה יותר, ובעכברים הוא הגיע לכבד, לריאות ולמוח.

טיפולי CRISPR ראשונים שכבר אושרו מבוססים לרוב על הוצאת תאים מהמטופל, עריכה במעבדה והחזרה לגוף. השיטה יעילה במחלות מסוימות, אך יקרה, מורכבת ומוגבלת לתאים שאפשר להוציא ולהחזיר. החלום הוא לערוך בתוך הגוף, בזריקה.

למה קשה להעביר עורך גנים לתא?

חלקיקי שומן, אותם LNP שהוכרו מחיסוני mRNA, הפכו לכלי מרכזי במשימה. אלא שככל שמולקולת RNA גדולה יותר, החלקיק מעביר אותה פחות ביעילות.

חוקרים מאוניברסיטת טורונטו ומוסדות נוספים שינו את דרך הפיתוח. במקום לבחור נשא למולקולת RNA קטנה ואז לדחוס לתוכו עורך גנים גדול, הם התחילו מההתחלה עם מטען בגודל של עורך גנים.

הם סרקו ספרייה של 384 שומנים יוניים ומצאו חומר בשם LC-1. המבנה שלו יוצר קשר חזק יותר עם RNA ושומר על ארגון שמאפשר לחלקיק להשתחרר מהאנדוזום אחרי שנכנס לתא. זה שלב קריטי: הרבה מולקולות נכנסות לתא, נשארות כלואות בשלפוחית ומתפרקות לפני שהגיעו ליעד.

מה התוצאות, ועד כמה המוח קרוב לזריקה פשוטה?

בעכברים הושגה השבתת גן של עד 79% בכבד ושל 48% במוח, ובריאות 27%. הביצועים היו גבוהים עד פי ארבעה מחלקיקי ההשוואה. החוקרים השתמשו בכמה דרכי מתן: הזרקה לווריד, למערכת העצבים ולדרכי הנשימה.

הם בדקו גם עריכת בסיסים, שיטה שמחליפה אות אחת בקוד הגנטי בלי לחתוך את שני גדילי הסליל. בין המטרות היו PCSK9, גן שמשפיע על רמות כולסטרול, מוטציה בגן CFTR שקשורה לסיסטיק פיברוזיס, ומערכת גנטית של Ube3a, גן שחשוב במחלות נוירולוגיות.

עריכת גנים כבר עברה מהמעבדה לשוק עם אישור טיפולי CRISPR ראשונים, שמחירם מגיע למיליוני דולרים למטופל. הדור הבא מנסה להפוך את התהליך מפעולה מורכבת בבית חולים לזריקה שמעבירה את כלי העריכה ישירות לרקמה.

החלק המעניין במחקר הוא המוח. המחסום שבין הדם למוח מקשה על העברת תרופות גדולות, ולכן טיפולים גנטיים רבים דורשים הזרקה ישירה למערכת העצבים. גם כאן העריכה במוח נעשתה בדרך מתן ייעודית, כך שהמערכת רחוקה מזריקה פשוטה ליד. אך היכולת להעביר RNA גדול לתאי מוח בשיעור משמעותי פותחת אפשרויות לטיפולים שבהם המטען היה עד היום גדול מדי לנשאים יעילים.

המרחק לקליניקה גדול. הנתונים מגיעים מעכברים, והשלב הבא כולל בדיקות בבעלי חיים גדולים, רעילות, תגובה חיסונית, משך הפעילות והיכולת לשלוט באילו תאים מתבצעת העריכה.

בעולם הישן התאימו את המטען לחלקיק. המחקר הזה מראה שאפשר לבנות את החלקיק סביב המטען. ככל שעורכי הגנים גדלים ומתוחכמים יותר, מערכת ההובלה הופכת לחלק חשוב לא פחות מהעורך עצמו.