科学家开发“非永久性”基因治疗疼痛治疗

阿片样物质危机

疼痛是讽刺。这是一个普遍的经验,我们忍受在我们的生活中,但它也是非常主观的;你的经历的痛苦是不可能是相同的,另一个人。

这种主体性等因素,使疼痛相当具有挑战性的主题研究和理解在生理水平。随后,进展治疗疼痛医学的能力——特别是慢性疼痛——近几十年来一直发展缓慢。

根据 国家卫生统计中心 ,慢性疼痛和影响力的慢性疼痛是最常见的原因成年人寻求医疗保健。目前,治疗严重疼痛往往由主要是阿片类药物,可以让人上瘾。

在2017年, 美国卫生和人类服务部(HSS) 宣布 广泛阿片类药物使用突发公共卫生事件,称“增加阿片类药物的处方导致广泛滥用处方和非处方阿片类药物之前,很明显,这些药物确实可以很容易上瘾”。在2019年, 160万人 在前一年阿片样物质使用障碍,然后呢 1010万人 滥用处方阿片类药物。

安全、有效的替代阿片类药物是必要的为疼痛患者提供救援没有上瘾的危险。“基因疗法代表新途径来解决这些障碍,”安娜莫雷诺说,生物工程的女校友 加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院 。

针对NAV1.7疼痛研究的蛋白质

莫雷诺是最新刊登的一篇研究论文的第一作者科学转化医学的研究人员已经开发出一种新型基因疗法使用CRISPR-based基因编辑在老鼠身上达到缓解疼痛。¹

概念诞生时,莫雷诺-现Navega疗法的联合创始人兼首席执行官——是一个博士生在Prashant马里教授在加州大学圣地亚哥分校的实验室。她发现了一种基因突变的研究论文讨论个人不觉得痛。突变的蛋白质称为NaV1.7失去活性,钠离子通道编码的SCN9A基因,参与疼痛信号通路。患者携带这种突变与医疗现状先天性镇痛、或先天性对疼痛的不敏感(CIP),无法感到身体疼痛。那样的声音,痛苦意识的缺乏往往导致增加积累的伤口和降低寿命的可能性。

NaV1.7一直探索作为一个潜在的药物目标减轻疼痛的治疗,如小分子药物和免疫抗体治疗,最终都无济于事。

“开发选择性小分子抑制剂,然而,被阻碍,因为序列相似性NaV亚型。许多小分子药物针对NaV1.7因此失败是因为缺乏靶向特异性造成的副作用或系统性的路线,他们有限的生物利用度”这项新研究的作者写道。

基因疗法可能是阿片危机的答案吗?

莫雷诺已经使用的一个版本CRISPR-Cas9技术被称为“死亡”Cas9 dCas9或CRISPRi。dCas9无法切断DNA在传统CRISPR-Cas9实验,但它可以通过指导基因组RNA结合,和“贴”到一个特定基因的目标,最终阻止它无常的表达式。如果这个所谓的表观遗传调制可以适用于压制NaV1.7蛋白通过SCN9A基因?这将使“抑制”NaV1.7表达的能力,没有永久关掉和风险相关的不良结果没有任何疼痛的感觉。

摩惹诺和他的同事们决定利用死Cas9调节NaV1.7策划的表达“非常具体的、持久的和可逆的”治疗疼痛:“我们利用外遗传性的工程方法,使瞬态调制NaV1.7表达式。这种方法可能比其他方法低风险的脱靶效应,”她解释说。

非永久性基因疗法的概念证明

首先,他们测试了“非永久性”基因疗法的效果在不同的疼痛与对照组相比,小鼠模型。”在我们的概念验证,验证了我们的方法在三个临床前动物模型:炎性疼痛,化疗所致神经性疼痛和BzATP-induced疼痛,“莫雷诺说。

dCas9-based基因治疗是通过脊髓注射接种的。老鼠对疼痛的阈值高于对照组,测量作为一个慢反应撤回他们的爪子从痛苦的刺激,和更少的时间接触后摇动或舔自己的爪子。后的效果保持44周炎症的小鼠模型,和15周化疗所致疼痛模型。

摩惹诺和他的同事们选择验证他们的发现通过利用一种称为锌指蛋白基因的编辑工具,这是我年龄大,比死更成熟Cas9和抑制基因表达起着相同的作用。“验证结果与CRISPR / dCas9我们使用锌指蛋白融合带阻遏蛋白。我们获得类似的减少疼痛模型我们测试,“莫雷诺说。

信贷:上午莫雷诺等。科学转化医学(2021)。

在理论上,这两种方法- dCas9和锌指蛋白质基因编辑可以进一步发展探索其潜在的治疗疼痛管理。“我们很兴奋,这两种方法”,文章的第二研究作者马里在一份新闻稿中说。“美锌指蛋白是建立在人类蛋白质的脚手架。CRISPR系统是一个外国蛋白质来自细菌,所以它可能会导致免疫反应。这就是为什么我们探讨锌手指,所以我们有一个选项,可能更可翻译诊所。”

主要瓶颈CRISPR-Cas9-based疗法引入人类药物副作用的风险从永久关闭基因。当被问及如果有任何已知的副作用与镇压NaV1.7有关,莫雷诺说:“人类与自然突变NaV1.7没有其他发育和神经障碍;他们只是不觉得疼痛。他们还出现嗅觉缺失或减少的嗅觉。因此,如果我们不够具体,我们不指望在这个意义上严重不良影响。此外,一个完整的时间块的疼痛只发生如果我们能够阻止所有神经元。基于剂量你可以调节你调多少痛苦的感觉。”

基因治疗:从实验室到诊所

莫雷诺共同Navega疗法与马里工作翻译基因治疗方法最初开发的加州大学圣地亚哥分校。他们正在与 托尼Yaksh教授 在麻醉学和药理学教授,加州大学圣地亚哥分校和文章的第二作者发表,这样做。

它仍然是早期的基因治疗技术和有许多障碍必须克服接近 授权和批准 人类被监管机构使用。“我们已经收到了来自美国国立卫生研究院一些资金和私人资金。下一个目标将是确定毒性和药效研究开始前在高等动物更接近人类的临床试验。我们还需要确定多长时间治疗适用于人类,“莫雷诺说。

如果在人体试验证实疗效,扩大是另一个生物治疗面临的障碍;最终要求高度先进的分析技术和昂贵的过程。结果呢?一个昂贵的治疗,在大多数情况下。

摩惹诺和他的同事们将如何处理这些挑战前进?“我们正在见证一个爆炸的基因治疗方法,因为他们被证明是有效的。在生物技术的前沿意味着你必须打破一些障碍,”她说。

“应对慢性疾病像剧烈的疼痛问题上增加了大规模生产。幸运的是,改善制造技术正在形成。这将帮助我们的另一个挑战:定价。我们认为更好的生产实践的组合以及大目标人群(罕见疾病相比)将使我们能够显著降低价格和民主化基因疗法”。

安娜Moreno说莫莉坎贝尔,科普作家技术网络。188金宝搏备用

参考:

1。莫雷诺,F的话,Catroli M,通过有针对性的原位et al .长效镇痛镇压NaV1.7的老鼠。科学。Transl。地中海。2021;13:eaay9056。doi: 10.1126 / scitranslmed.aay9056。