심혈관 질환은 전 세계적으로 사망의 주요 원인입니다. 세계기구
러시아에서도 비슷한 상황이 전개되고 있습니다.Rosstat에 따르면 2021년(2022년 데이터는 아직 제공되지 않음) 국내 순환계 질환으로 933.8,000명이 사망했습니다. 이는 올해 전체 사망자의 38%인 244만 명이다. 2019년 코로나바이러스 대유행이 시작되기 전에 이러한 질병의 비율은 훨씬 더 높았습니다. 1,798,300명의 사망자 중 47%인 841,200명이 사망했습니다.
이런 상황에서 의학적으로전 세계 조직 및 연구 기관은 심혈관 질환을 예방, 예방 및 치료할 수 있는 새로운 방법을 찾고 있습니다. 균형 잡힌 식단, 규칙적인 운동, 스트레스 감소와 같은 건강한 생활 방식이 그러한 질병의 발병 위험을 감소시킨다는 것은 누구나 알고 있습니다. 그러나 Verve Therapeutics는 한 걸음 더 나아가 DNA를 변경하여 평생 보호를 제공할 것을 제안합니다.
크리스퍼란?
CRISPR-Cas9은 가장 유명한 것 중 하나입니다.오늘날의 유전자 편집 방법. 개별 유전자를 끄고 삭제하거나 해당 섹션을 교체할 수 있습니다. 이론적으로 이것은 해로운 기준선 돌연변이 또는 질병 유발 유전자의 파괴를 높은 정밀도와 효율성으로 영구적으로 수정하여 질병을 치료하는 이상적인 도구입니다.
과학자들이 사용하는 방법은 다음과 같습니다.인공의. CRISPR-Cas9 시스템은 파지 및 플라스미드 감염(바이러스 또는 플라스미드에 의한 감염)에 대한 방어 메커니즘으로 박테리아와 고세균에서 진화했습니다. 미생물 연구에 따르면 DNA에는 CRISPR이라는 반복 영역이 포함되어 있는 것으로 나타났습니다. 핵심은 이 박테리아 또는 그 "조상"이 이전에 접했던 알려진 바이러스의 "징후 데이터베이스"입니다.
바이러스와 처음 상호작용하는 동안 박테리아는유전 물질의 조각을 DNA에 저장합니다. 면역 체계를 활성화하기 위해 CRISPR은 Cas라는 특수 단백질과 함께 작동합니다. 게놈이 "데이터베이스"에 포함된 것과 상동(유사)한 바이러스와 반복적으로 상호 작용하면 세포는 CRISPR 영역의 전사를 활성화합니다. 일련의 생물학적 과정의 결과로 가이드 RNA와 단백질인 엔도뉴클레아제가 형성되어 바이러스 유전자 코드의 외부 영역을 찾아 파괴합니다.
CRISPR-Cas9으로 유전자를 편집하는 방법은 무엇입니까?
CRISPR-Cas9 시스템은 작은 가위와 비슷합니다.그것들은 두 가지 요소로 구성됩니다: 파괴할 뉴클레오타이드 서열을 섹션에 "알려주는" 가이드 RNA와 올바른 위치에서 두 개의 DNA 가닥을 "절단"하는 Cas9 단백질입니다. 가이드 RNA의 작은 부분의 뉴클레오티드 서열을 변경함으로써 그러한 가위는 유전자의 거의 모든 원하는 영역을 표적으로 삼을 수 있습니다. 절단이 이루어지면 DNA의 자연 복구 메커니즘이 활성화되고 분자를 "접합"하여 일반적으로 해로운 돌연변이를 제거합니다.
이 방법의 단점은수많은 이중 가닥 DNA 파손은 치료로 인한 부작용을 유발하는 새로운 돌연변이를 유발합니다. 예를 들어, 이스라엘 과학자들은 한 유형의 암을 치료하기 위해 CRISPR/Cas9를 사용하는 방법을 분석한 결과 긍정적인 결과 외에도 게놈 재배열이 DNA의 안정성을 손상시켜 나중에 다른 암으로 이어질 수 있음을 보여주었습니다.
연구원들은 최적화를 위해 적극적으로 노력하고 있습니다.환자에게 해를 끼치지 않고 유익한 효과를 유지하기 위한 방법입니다. 예를 들어 이를 위해 Cas9가 아닌 두 개의 DNA 가닥 중 하나만 조심스럽게 절단하는 다른 단백질을 사용할 수 있습니다.
유전자 편집에 대한 다양한 접근 방식이 작동하는 방식을 예술적으로 보여줍니다. 이미지: Tianxiang Li 외, Signal Transduction and Targeted Therapy
원래 CRISPR만 사용했다면단순히 DNA를 자르는 것입니다. 연구자들은 이제 현대화된 기술을 사용하여 개별 유전자를 활성화 및 비활성화하거나 완전히 새로운 DNA 단편을 게놈에 삽입할 수 있는 가능성을 테스트하고 있습니다. 동시에 새로운 편집 형식은 다소 다르게 작동합니다.
예를 들어 기본 편집 기술(염기 편집) 절단 대신 분자의 한 뉴클레오티드(질소 염기)를 다른 염기로 교체하는 것을 사용합니다. 이 접근법을 사용하면 주어진 DNA 부위의 시토신-구아닌 염기 다발을 티민-아데닌 쌍으로 교체하거나 그 반대로 교체하는 것이 가능합니다.
심혈관 질환의 위험을 줄이는 방법은 무엇입니까?
유전자의 가장 분명한 적용의학에서 편집은 유전자의 돌연변이로 인해 발생하는 질병을 치료하는 것입니다. 그러나 실제로 Verve Therapeutics에 따르면 가능성은 훨씬 더 넓습니다. 예를 들어, 그들은 혈중 콜레스테롤 수치에 영향을 미치는 단백질을 암호화하는 인간의 유전자 중 하나를 비활성화할 것을 제안합니다.
개발의 일반적인 이유 중 하나심혈관 질환 - 죽상 동맥 경화증. 단백질-지질 대사와 관련된 장애는 혈관 내부에 콜레스테롤이 침착되어 정상적인 혈류를 방해합니다. 이것이 진행됨에 따라 죽상동맥경화반은 혈전증을 유발하여 심장마비와 뇌졸중으로 이어질 수 있습니다.
콜레스테롤이 부족하면 세포가혈액에서 이 물질을 포획하는 특수 저밀도 지단백질 수용체. 콜레스테롤 수치를 담당하는 유전자 중 하나는 PCSK9입니다. 그것은 그러한 수용체를 파괴하는 동일한 이름의 단백질 생산을 조절합니다. 연구에 따르면 이 유전자를 비활성화하면 혈중 콜레스테롤 수치가 감소하고 심혈관 질환 발병 위험이 높아집니다.
한방으로 콜레스테롤을 낮춘다
Verve Therapeutics는 하나의 대체품을 사용합니다.같은 이름의 단백질 생산을 방해하기 위해 PCSK9 유전자의 특정 영역에 있는 구아닌(G)에 대한 염기 아데닌(A). 이 약물은 지질 나노입자(LDL)에 포장된 메신저 RNA(mRNA)와 가이드 RNA(gRNA)로 구성됩니다. 약물은 정맥을 통해 혈액으로 주입됩니다. 나노 입자는 간 세포에 흡수되고 mRNA-gRNA 기반 번들은 DNA를 스캔하고 염기 중 하나를 대체합니다.
Verve-101 기술이 실제로 작동하는 모습을 예술적으로 표현한 그림입니다. 이미지: Verve Therapeutics
영장류에 대한 실험은 원숭이가약을 투여받은 사람은 주사 후 며칠 이내에 혈중 콜레스테롤 수치가 약 60-70% 감소했습니다. 동시에 달성한 결과는 최소 8개월 동안 유지되었습니다.
영장류에서 Verve-101 노출의 장기 효과: 혈액 내 PCSK9 단백질(왼쪽) 및 콜레스테롤(오른쪽)의 기준(치료 전) 수준 감소. 이미지: Verve Therapeutics
Verve의 임상 1상 시험용치료사는 이형접합 가족성 고콜레스테롤혈증이라는 유전 질환으로 진단받은 사람들을 선택했습니다. 이것은 저밀도 지단백 수용체의 발현을 억제하는 유전적 돌연변이로, 비정상적으로 높은 수준의 콜레스테롤이 혈액에 축적됩니다.
회사는 필요에 따라 선택을 설명합니다.새로운 방법을 시험할 때 주의하십시오: 시험의 첫 번째 단계에 포함된 지원자는 이미 죽상동맥경화증 및 심장병 경향이 있으므로 위험한 치료가 정당화됩니다. 임상이 성공하면 끌 수 있는 유전자의 범위와 가능한 환자의 범위를 모두 확대할 계획이다.
앞으로 이러한 접근 방식은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.보편적 인 예방 접종과 죽상 동맥 경화증 발병 경향뿐만 아니라 예를 들어 당뇨병에 대한 예방 접종도 가능합니다. 동시에 회사는 이를 완료하는 데 수년이 걸릴 것이라고 밝혔습니다.
현재까지 없음에 유의해야 합니다.CRISPR 기반 치료 방법은 대량 치료에 승인되지 않았으며 임상 시험에서만 사용됩니다. 첫 번째 결정은 2023년에 미국 규제 기관(FDA)에서 내릴 것으로 예상됩니다.
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