Pomimo szybkiego rozwoju leków genetycznych, Simon Harnest, dyrektor ds. inwestycji i starszy wiceprezes ds. strategii w Metagenomi, powiedział, że udział w corocznym spotkaniu ASGCT to dobry sposób na obserwowanie branży. „Istnieje tak wiele wyspecjalizowanych grup zajmujących się edycją genów, niektóre skupiają się na edycji zasad i mają świetne dane, inne koncentrują się na podstawowej edycji lub większych systemach integracji genów, a jeszcze inne grupy odkrywają nowe nukleazy”.

Jednak Harnest i jego koledzy z Metagenomi są niewzruszeni, opracowali zestaw narzędzi do edycji genów, który jest napędzany przez metagenomikę. „Jestem zachwycony, że Metagenomi nie tylko gra na tych polach” — powiedział Harnest. „Posiadanie tego zestawu narzędzi pozwala nam działać tak szybko i znajdować się w czołówce największych nowych wynalazków”.

Metagenomi przybył do ASGCT z trzema abstraktami (dwa ustne i jeden plakat), z których wszystkie koncentrują się na systemach edycji genów firmy. „Mówimy w niektórych streszczeniach o tego rodzaju modułowości, w której zweryfikowaliśmy moduły, które już znamy z jednego konstruktu, i możemy je szybko złożyć, aby stworzyć chimerę systemu, za pomocą którego typ dziki nie był w stanie celować wysoką wydajność” — powiedział Harnest. „Jednak w jednym kroku inżynieryjnym dochodzimy do wysokiej wydajności, a nie w ośmiu rundach ukierunkowanej ewolucji. Tak więc posiadanie biblioteki metagenomicznej naprawdę ma przewagę w prawdziwym świecie”.

MG29-1

Pierwsze zastosowanie nukleazy typu V z biblioteki metagenomicznej Metagenomi zostało omówione w prezentacji na temat nowej nukleazy typu V o nazwie MG29-1. Według Harnesta nukleaza spCas9, należąca do rodziny systemów CRISPR typu II, jest podstawą wielu narzędzi do edycji genów. Jednak zespół Metagenomi odkrył, że niektóre systemy CRISPR typu V mają wyższy poziom specyficzności i unikalne sekwencje PAM, które umożliwiają im dostęp do genomowych miejsc docelowych, do których Cas9 nie może dotrzeć.

W tej prelekcji Metagenomi wykazał wysoką wydajność (do 55% całej wątroby i około 75% hepatocytów), z jaką MG29-1 może edytować geny w pierwotnych komórkach ludzkich w laboratorium, a także u myszy i innych niż człowiek. naczelnych (NHP). Jest to jedno z pierwszych doniesień o edycji NHP przy użyciu nukleazy typu V i sugeruje, że terapeutyczną dezaktywację genów można przeprowadzić bezpiecznie i skutecznie. Tradycyjne metody, takie jak badania przesiewowe in silico i trawienie in vitro, nie wykazują braku kierowania MG29-1.

Według Harnesta systemy Metagenomi pomogły firmie przyspieszyć tego typu projekty, umożliwiając im przeszukiwanie znacznie większej liczby przewodników w połączeniu z różnymi nukleazami. „Kiedy myślisz o wydajności edycji i naprawdę osiągnięciu terapeutycznych poziomów wysokiej wydajności edycji, musisz przeszukać wiele różnych przewodników, a znalezienie odpowiedniej kombinacji przewodnik-nukleaza, która daje tak wysoką wydajność, z którą chcesz iść naprzód” — powiedział Harnest. „Ale im więcej masz systemów, tym więcej przewodników możesz sprawdzić”.

GOTOWY DO IMPREZY

Podczas gdy pierwsza prelekcja koncentrowała się na pojedynczej, nowej nukleazie, druga omawiała metagenomikę jako platformę i bibliotekę, z której można wywodzić różne edytory genów. Metagenomi pracuje nad skonstruowaniem biblioteki nukleaz, a także biblioteki deaminaz i biblioteki odwrotnych transkryptaz (RT), z których wszystkie są niezbędne dla bardziej zaawansowanych systemów inżynieryjnych, które pozwalają na większe integracje.

„Pokazaliśmy, że możemy zrobić podstawowy edytor z nukleazy typu II i wykazaliśmy duży postęp w naszych systemach integracji, w których pośredniczy RNA, czyli tak zwanych RIGS” – powiedział Harnest. „Kategoryzujemy je jako małe RIGS i duże RIGS, ponieważ nasza platforma metagenomiczna pozwala nam wejść do biblioteki odwrotnej transkryptazy i znaleźć RT, które są zdolne do większych korekt genów”. Harnest stwierdził, że początkowa wydajność RIGS była bardzo obiecująca.

Zdejmowanie CAST-a

Trzeci abstrakt plakatu koncentrował się na transpozazach związanych z CRISPR (CAST), które zostały okrzyknięte głównym postępem w dziedzinie edycji genów ze względu na ich zdolność do integracji ładunków DNA zawartych w elemencie w precyzyjnej pozycji, z określoną orientacją, i w sposób programowalny. Wydajność integracji większości transpozaz jest niska, powiedział Harnest, a te naturalnie występujące mechanizmy obrony biologicznej bakterii są trudne do zaprojektowania, aby działały w ludzkich komórkach.

„Niektóre grupy, takie jak laboratorium Sama Sternberga i inne, próbowały złamać ten kod, aby opracować systemy zadań” — powiedział Harnest. „Byliśmy pierwszą grupą, o ile nam wiadomo, która ma to do pracy w ludzkich komórkach. To było w drugiej połowie ubiegłego roku, a pierwszą prezentację na ten temat daliśmy na początku tego roku. To bardzo wczesne dni z tego typu technologią, ale widzimy obietnicę zastąpienia genów w pełni funkcjonującymi genami. To byłoby absolutnie niewiarygodne, aby zrobić to specjalnie dla tej witryny. ”

Rurociąg plug-and-play

Sarah Noonberg, nowa dyrektor medyczna w Metagenomi, jest entuzjastycznie nastawiona do tych prezentacji, ponieważ przez całą swoją karierę skupiała się na genetycznie zdefiniowanych wskazaniach, w szczególności na hemofilii w BioMarin. „Dzięki tej bibliotece narzędzi możesz zacząć zastanawiać się, do jakich wskazań chcesz się udać i wybrać właściwe narzędzie, w przeciwieństwie do tego, jakie jest właściwe wskazanie dla konkretnego narzędzia” — powiedział Noonberg gen. „To zupełnie inne spojrzenie na rozwój i rozbudowę rurociągu”.

Pierwsza procedura edycji genów w Metagenomi będzie obejmować wykorzystanie pęknięć dwuniciowych (DSB) w wątrobie. „Nasz rozwój rurociągu będzie stopniowym podejściem do wykorzystania tego, czego nauczyliśmy się w dostarczaniu wątroby za pomocą tych DSB” – powiedział Noonberg. „Weźmiemy te dobrze scharakteryzowane nukleazy DSB, które wiemy, jak wytworzyć, i wyjdziemy poza wątrobę, wykorzystując to, czego się nauczyliśmy i minimalizując ryzyko”.

Noonberg stwierdził, że Metagenomi chce skupić się na ośrodkowym układzie nerwowym, gdzie techniki knockdown i knockout oferują możliwość leczenia poważnych schorzeń przy akceptowalnym stosunku ryzyka do korzyści i solidnej walidacji klinicznej. W tym czasie Metagenomi zbada dostarczanie RIGS i CAST do wątroby, zakładając, że opanowali już dostarczanie do tego narządu. Następnie rozprzestrzenią się na narządy i tkanki poza wątrobą.

„Starannie wybieramy wszelkie wskazania, które naszym zdaniem możemy przesunąć igłę” – powiedział Noonberg. „Możemy się teraz wiele nauczyć, zamiast czekać i ponownie optymalizować, nie tylko w zakresie systemu narzędzi i dostarczania nukleazy, ale także w środowisku regulacyjnym. Zbudowanie wszystkich tych możliwości zapewni dużo nauki, która pozwoli nam działać jeszcze szybciej dzięki narzędziom do edycji nowej generacji”.

Kiedy porównuję obecny stan regulacji medycyny genetycznej do Dzikiego Zachodu, Harnest szybko i grzecznie mnie poprawia.

„Jesteśmy bardzo uważni na to, jak popychamy sprawy do przodu, a kiedy oglądasz prezentacje, w których małe dzieci rodzą się z wadami genetycznymi w zakresie chodzenia i mówienia, a potem nagle potrafią grać w piłkę nożną i mówić — dla nas to naprawdę przywraca ludzki aspekt tego” – powiedział Harnest. „Kiedy patrzysz na nasze prezentacje, widzisz wiele różnych nukleaz, ale wszystko prowadzi z powrotem do pacjentów. Jest tak wiele wskazań, że oczekiwana długość życia wynosi dwa lata, ponieważ diagnozę stawia się zaraz po urodzeniu, a czas na zrobienie czegoś jest bardzo ograniczony. Dlatego czujemy pilną potrzebę wprowadzenia rzeczy do kliniki, aby pomóc populacji pacjentów, ale zrobimy to w bardzo przemyślany sposób i nie zmienimy zbyt wielu parametrów”.

Metagenomi nie ustaje w eksploracji swojego bogatego w mikroby ekosystemu w celu odkrywania, gromadzenia, analizowania i tłumaczenia kodu genetycznego dotychczas nieodkrytych organizmów, będącego wynikiem czterech miliardów lat ewolucji. Za kilka lat, co jest nanosekundą w wielkim schemacie rzeczy, możemy dowiedzieć się, czy obszerną bibliotekę nukleaz CRISPR Metagenomi można udoskonalić w potężny zestaw precyzyjnych narzędzi do edycji genów, zdolny do leczenia chorób i ratowania życia.