研究者たちは失明の治癒に向けて動き出した

ここ数ヶ月、私たちの関心がコロナウイルスの流行に注がれている間にも、失明の原因となる病気の治療において、科学的ブレークスルーが相次いでいます。

米国に拠点を置くエディタスメディスンとアイルランドに拠点を置くアラガンの研究者は、遺伝病を持つ人に対して初めてCRISPRを施したのです。 この画期的な治療法は、小児失明につながる遺伝子の特定の変異にCRISPRのアプローチを用いている。 この変異は、網膜と呼ばれる目の光感知区画の機能に影響を与え、光感知細胞の喪失につながります。

世界保健機関によると、世界では少なくとも22億人が何らかの視覚障害を抱えていると言われています。 米国では、約20万人が治療法の確立されていない遺伝性の網膜疾患に苦しんでいます。 しかし、状況は良い方向に変わり始めています。 私は眼科学と視覚科学の研究者であり、私の研究室では、遺伝性失明を治療するための新しく改良された遺伝子治療アプローチの設計に注力しているため、これらの進歩に特に関心を持っています。 眼は、CRISPRを含む新しい治療法を試すのに理想的な臓器です。 それは、目が私たちの脳の中で最も露出した部分であるため、簡単にアクセスできるからです。

第二の理由は、目の網膜組織が体の防御機構から遮蔽されており、そうでなければ遺伝子治療で使われる注入物質を異物とみなして防御攻撃反応を起こしてしまうからです。

近年、画期的な遺伝子治療研究により、壊滅的な小児失明症であるレーバー先天性黒内障2型に対する初の遺伝子治療薬、Luxturna TMが食品医薬品局から承認される道が開かれています。 このタンパク質は、光を感知するために必要な化学反応に関与しています。 ペンシルバニア大学、ロンドン大学、ムーアフィールズ眼科病院のグループが同時に開発した治療法は、網膜と網膜色素上皮の間の空間に、変異した遺伝子の健康なコピーを直接挿入するものでした。 この遺伝子は、網膜色素上皮細胞が、患者の機能不全である欠損タンパク質を生成するのを助けました。

治療した目は、異なる光量で障害物コースを移動する患者の能力で測定すると、視力の改善が見られましたが、これは永久に治らないというわけではありません。 これは、患者の細胞の DNA にある変異した遺伝コードを修正できる技術がないためです。

変異を消去する新しい技術 – 最近、科学者は、生物学と遺伝子工学を次の段階へと移行させる強力な新しいツールを開発しています。 CRISPRと呼ばれるこの画期的な遺伝子編集技術により、研究者は目の細胞の遺伝コードを直接編集し、病気の原因となる突然変異を修正することが可能になりました。 レーバー先天性黒内障のこの特定の形態は、CEP290と呼ばれる遺伝子が完全なタンパク質を作る能力に影響を与えるDNAの変化によって起こります。

治療法のひとつは、ウイルスを用いてCEP290遺伝子の完全な形を送り込むことです。 しかし、CEP290遺伝子は大きすぎるため、ウイルスの荷物となることはできません。 そこで、別のアプローチが必要だった。 エディタスメディスンの科学者たちは、患者の皮膚生検から抽出した細胞および非ヒト霊長類動物において、CRISPR戦略の安全性と概念の証明を初めて示しました。 この第1相および第2相試験では、最終的に10型リーベル先天性黒内障患者18名を対象に、CRISPR療法の安全性と有効性を評価する予定です。 網膜外科医がスコープ、針、注射器を使い、CRISPR酵素と核酸を目の奥の視細胞近くに注入する際、患者は麻酔下でこの療法の投与を受けます。

実験がうまくいき、患者にとって安全であることを確認するため、この臨床試験では、病気の末期で視力の回復の見込みがない人々を募集しています。 また、医師はCRISPR編集ツールを片目だけに注入しています。

CEP290の新しい遺伝子治療戦略-私の研究室で進行中のプロジェクトは、同じ遺伝子CEP290に対する遺伝子治療アプローチの設計に焦点を合わせています。 一度に特定の変異のみを標的とすることができるCRISPRアプローチとは逆に、私のチームは、レーバー先天性黒内障10型のすべてのCEP290変異に有効なアプローチを開発しています。

このアプローチでは、臨床使用が承認されているウイルスを使用して光受容体に送達できる、短いが機能するCEP290タンパク質を使用します。 CRISPRアプローチの欠点は、細胞のDNAの別の領域が編集されるオフターゲット効果の可能性であり、これは癌などの望ましくない副作用を引き起こす可能性がある。 しかし、新しく改良された戦略により、そのような可能性は非常に低くなっています。

CRISPR研究はCEP290の特定の変異に対するものですが、私はCRISPR技術の体内での使用は刺激的で大きな飛躍であると信じています。 この治療法は初期段階であることは承知していますが、明確な可能性を示しています。 7953>

人と犬の赤外線画像。 ドイツとスイスの研究者は、生きたマウスにこの種の視覚を与えることができることを示しました。Joseph Giacomin/Getty Images

More ways to tackle blindness – Journal Scienceに報告された別の研究では、ドイツとスイスの科学者が、マウスと人間の網膜に赤外線を検出できる、画期的な技術を開発しました。 この能力は、光受容体の喪失や視力の低下に悩む患者にとって有用と考えられます。

研究者たちは、ヘビやコウモリが熱を感知する能力にヒントを得て、マウスや死後の人間の網膜に、熱に反応して活性化するタンパク質を付与して、このアプローチを実証しました。 赤外線は、温かい物体から放射される光で、可視スペクトルより外側にあります。

その熱で、研究者たちが網膜に導入した特殊な金の粒子を温めます。 この粒子はタンパク質と結合し、熱信号を電気信号に変換して脳に送るのを助けます。

将来的には、赤外線に敏感なタンパク質の能力を異なる波長の光に微調整して、残りの視力も強化するために、さらなる研究が必要です。 しかし、すべてのアプローチは、他の種で使用されている視力の形態を、患者に回復、強化、または提供することが可能かもしれないことを示唆しています」

この記事は、マサチューセッツ大学医学部のHemat KhannaによってThe Conversationに掲載されました。 元の記事を読むにはこちら

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