7 Exemples et applications de la thérapie génique dans le secteur de la santé

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La thérapie génique révolutionne les soins de santé et la médecine génomique. L'année 2017 a démontré thérapie génique des exemples et des applications susceptibles de déboucher sur un meilleur traitement de maladies mortelles, notamment de cancers. Les thérapies faisant appel à la reprogrammation cellulaire ont été approuvées par la FDA pour le traitement de la leucémie à cellules B et de la perte de vision et d'audition héréditaire. La fraternité des chercheurs a considéré qu'il s'agissait d'une étape indomptable, car leurs décennies de persévérance pour la reconnaissance de la recherche fondamentale portaient enfin leurs fruits.

Si l'on se souvient de ce qui s'est passé il n'y a pas si longtemps, on constate que les essais de thérapie génique ont été marqués par des décès fréquents qui ont entraîné un arrêt de la recherche. La littérature scientifique des années 1990 rend compte de manière alarmante des déviations de la recherche génétique de ses principes fondamentaux vers les méthodes développées pour réduire les échecs des manipulations génétiques. Un changement record dans le cours des thérapies géniques a eu lieu en 2015, lorsque de nouvelles technologies telles que l'ingénierie cellulaire et l'édition de gènes ont connu des succès remarquables. Il n'est pas surprenant que les industries biotechnologiques et pharmaceutiques aient attiré l'attention sur cette évolution et aient investi de manière coercitive dans ces biotechnologies en développement.

Les héros de cette histoire sont les outils d'édition de gènes (y compris les outils d'édition d'ADN). CRISPR) et la reprogrammation génétique de cellules telles que les Kymriah et Yescarta. Ces produits de thérapie génique, comprenant Cellules T CARLa thérapie génique s'est imposée comme une alternative viable à la chimiothérapie traditionnelle. Cela peut être attribué non seulement à ses taux de réussite élevés, mais aussi à la croyance scientifique de longue date dans la capacité de l'immunité innée de l'homme à combattre le cancer. Une autre victoire nettement appréciable pour la thérapie génique a été son application dans la guérison des affections sensorielles, à savoir la perte de vision et la perte d'audition héréditaires, qui a obtenu l'approbation de la FDA au cours de la dernière semaine de 2017.

Pendant que nous assistons à ce changement de perspective extrêmement positif, une centaine d'autres rapports de résultats expérimentaux attendent de voir la lumière du jour. Certains scientifiques explorent de nouvelles voies de reprogrammation cellulaire, de meilleurs moyens de visualiser la structure de l'ADN des fragments de gènes pathogènes ou la création de cellules souches pluripotentes dotées de capacités régénératrices spécifiques. Il y a donc une pléthore d'avancées scientifiques à découvrir pour comprendre comment la thérapie génique évoluera. Sans plus attendre, voici un aperçu des plus grands exemples et applications de la thérapie génique qui ont ouvert la voie à des percées scientifiques encore plus importantes.

1. Des cellules souches modifiées par CAR pour traiter le VIH

Les scientifiques du laboratoire du centre de recherche sur le cancer Fred Hutchinson de l'université de Californie, de Los Angeles et de Washington ont cultivé et reprogrammé les cellules progénitrices du sang provenant de la moelle osseuse pour tuer les cellules infectées par le VIH. Cette thérapie génique à long terme a récemment fait l'objet d'un rapport dans la revue PLOS Antigens, ce qui en fait la première application de cellules souches hématopoïétiques progénitrices (HSPC) à une thérapie génique à médiation CAR. Après le succès de Kymriah, les scientifiques ont commencé à étudier d'autres constructions cellulaires potentielles susceptibles de devenir des candidats efficaces pour incorporer de nouvelles propriétés thérapeutiques. Selon le Dr Scott G Kitchen, les HSPC reprogrammées ont un effet durable, ce qui explique pourquoi elles sont préférées aux cellules T périphériques dotées du récepteur CD4 protecteur. Le succès préliminaire de l'hypothèse dans les cellules a été rapporté sur des primates et, de toute évidence, nous ne pouvons qu'attendre que la même chose se traduise chez l'homme.

2. Cellules tueuses naturelles modifiées contre le lymphome de Hodgkin

Comme pour les cellules T cytotoxiques, les scientifiques sont curieux des capacités des cellules tueuses naturelles qui expriment des cytotoxicités cellulaires adaptatives à médiation par anticorps (ADCC) contre un vaste spectre d'antigènes. Les cellules tueuses naturelles ont moins de chances de l'emporter sur les cellules T en raison de leur forte activité à proximité des cellules tumorales. C'est tout à fait différent des cellules T qui induisent des changements nécrotiques dans les cellules tumorales par le biais de molécules ciblées. Par conséquent, les cellules tueuses naturelles ont besoin d'un délai plus court pour induire le même effet que les cellules T à médiation CAR. Cette thérapie de niche potentielle est désormais au centre des recherches actuelles de Fate Therapeutics, qui a annoncé une collaboration avec l'université de Californie à San Diego. Il semble donc que les thérapies géniques avec des cellules tueuses naturelles réorganisées devraient bientôt figurer dans la catégorie des traitements génomiques ciblés !

3. Microcarriers dissolvables Corning à base d'acide pectique pour les thérapies cellulaires

Les thérapies cellulaires nécessitent un débit élevé de cellules remodelées qui ne peuvent être appliquées que lorsqu'elles sont dissociées. La forme conventionnelle, c'est-à-dire les cellules sous forme de matrice solide immobilisée, perturbe le système thérapeutique en raison de sa contamination par des sucres indésirables et présente des défis supplémentaires de traitement en aval. Les matrices immobilisées de cellules sur microporteurs en forme de perles sont importantes car elles forment les structures rudimentaires sur lesquelles sont exprimés les anticorps monoclonaux, les protéines, les récepteurs de signalisation cellulaire ou les marqueurs de reconnaissance. Les cellules qui se développent sur des microporteurs deviennent presque inséparables, surtout après qu'elles se sont développées et ont atteint leur plein potentiel. Les microporteurs dissolvables augmentent leur efficacité en réduisant les toxicités, les contaminations et en augmentant l'homogénéité, de sorte que les cellules peuvent être facilement absorbées par l'organisme et exercer leur action thérapeutique désignée.

4. Mise au point de systèmes d'expansion cellulaire pour les cellules sanguines et immunitaires génétiquement modifiées

La leucaphérèse était, jusqu'à ce jour, le processus de choix pour récolter et cultiver des cellules T ou B afin d'administrer des thérapies cellulaires aux patients qui en ont besoin. Cependant, l'augmentation du nombre de ces cellules pour en accroître l'efficacité a été la préoccupation immédiate de la recherche et du développement. La leucaphérèse s'accompagne de taux de contamination élevés et le problème sous-jacent de la manipulation manuelle demeure. C'est ce qui a incité le chercheur en bioprocédés, Andrew Fesnak, M.D., à intégrer des systèmes d'expansion cellulaire fermés, automatisés et à grande échelle. Ces unités de traitement des cellules ont éliminé l'intervention manuelle, les risques de contamination et les périodes de temps plus longues en utilisant une technologie d'"enrichissement" bien établie. Économiseur de cellules et Sepax sont les deux nouvelles unités automatisées d'expansion de cellules thérapeutiques par GE Healthcarequi sont en étroite concurrence avec Usine de cellules (R) de Thermo Fisher Scientific en termes d'évolutivité et de précision.

5. L'outil d'IA de Microsoft pour le réglage fin de CRISPR

La capacité de CRISPR à modifier, supprimer ou améliorer l'expression des gènes en a fait un phénomène mondial et, avec le géant de la tech Les intérêts de Microsoft En raison de l'essor considérable du secteur des soins de santé, les possibilités d'application de CRISPR semblent s'élargir et s'éclaircir. Des experts en informatique de Microsoft ont collaboré avec plusieurs universités des États-Unis et ont publié Élévation - un outil d'intelligence artificielle qui avertit CRISPR de tout effet indésirable pouvant survenir lorsqu'il agit sur les gènes. L'équipe de recherche qui a mis au point cet outil de prédiction de haute précision appartient à d'éminentes institutions universitaires, dont le Broad Institute du MIT et de Harvard, la Harvard Medical School et le Massachusetts General Hospital. Un outil auxiliaire appelé Azimuth accompagne Elevation, tous deux accessibles en ligne sous forme de logiciel libre de conception de guide de bout en bout basé sur le cloud.

6. Exploration des nucléases à doigts de zinc contre le syndrome de Hunter

Lorsque CRISPR a fait la une des journaux à la mi-2015, les biologistes ont eu d'immenses conversations sur les perspectives des autres modules d'édition du génome. Alors que certains les ont écartés en les qualifiant d'inefficaces, d'autres n'ont fait que se reconcentrer sur l'utilité accrue des TALEN et des ZFN. CRISPR a peut-être franchi les barrières de la recherche et est entré dans le circuit clinique, mais cela n'enlève rien au potentiel que recèlent les nucléases à doigts de zinc et les nucléases effectrices de type activateur de transcription. Sangamo Therapeutics a récemment publié une déclaration concernant son succès préliminaire dans l'essai clinique de phase I/II en cours avec un traitement médié par ZFN pour 9 patients atteints d'une maladie génétique. 2018 est une année cruciale pour cet essai expérimental, car un maximum de patients doivent recevoir la thérapie génique médiée par ZFN. Un rapport clinique positif dans cet essai clinique signifierait que les nucléases à doigts de zinc peuvent être largement utilisées comme outil d'édition de gènes parallèle à CRISPR à l'avenir.

7. Thérapie génique à base de cellules souches allogéniques pour la maladie de Crohn

TiGenix et Takeda - deux sociétés de biotechnologie situées respectivement en Belgique et au Japon - ont présenté avec succès le traitement des fistules périanales qui sont des manifestations graves de la maladie de Crohn. S'agissant d'une maladie auto-immune touchant le gros et le petit intestin, les patients atteints de la maladie de Crohn doivent suivre un régime alimentaire et prendre des médicaments spécialisés. Le Cx601 - la thérapie génique utilisant des constructions cellulaires spécialisées du tissu adipeux - a été capable de réduire la déduction des cellules de l'hôte et de stimuler les effets immunomodulateurs des cellules T. Cette expression unique de cellules souches adipeuses a permis la génération de cellules T régulatrices normales qui ont empêché la formation de fistules périanales. Les fistules périanales présentent des défis médicaux complexes et ont des effets dévastateurs sur les patients, notamment la mort ou de graves hémorragies gastro-intestinales. Étant donné que les fistules périanales se développent fréquemment chez les patients atteints de la maladie de Crohn, ce traitement génétique allogène (provenant de donneurs) est facilement le meilleur candidat à l'essai pour réduire les risques associés à la maladie de Crohn.

Le traitement génomique semble avoir atteint un statut révolutionnaire dans le domaine de la biotechnologie et de la pharmacie, et la voie est actuellement ascendante. Du traitement en aval aux dispositifs de laboratoire sur puce, chaque aspect du développement des produits biotechnologiques a été touché par l'ingénierie génomique. L'année 2018 s'annonce donc de plus en plus passionnante. Il est donc préférable de regarder vers l'avant et uniquement vers l'avant !

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À propos de l'auteur

Mahasweta est une rédactrice médicale et une communicatrice scientifique indépendante, expérimentée dans la création de documents techniques, de billets de blog et d'articles d'actualité. Biotechnologue dans l'âme, elle possède une expérience de la recherche en ingénierie tissulaire, en dispositifs d'imagerie médicale et en microbiologie industrielle. Elle est diplômée en génie biomédical du Vellore Institute of Technology et a travaillé comme rédactrice pour des publications de journaux d'Elsevier, Wolters Kluwer Health et la Royal Society for Chemistry.

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