세포내의 유전적 과정과 질병, 바이러스 역할, 대체 치료법

세포 내의 유전적 과정과 질병과의 관계

1972년에 발표된 획기적인 논문에서, 의사 시어도어 프리드만과 생화학자 리처드 로블린은 DNA가 인간의 유전병 치료에 도움이 되도록 조작될 수 있는 미래를 예견했습니다. 하지만 이들은 이 분야가 세포 내의 유전적 과정과 질병과의 관계, 그리고 치료법의 잠재적 부작용에 대해 보다 확실하게 파악할 수 있을 때까지 이 DNA 실험은 금지되어 있어야 한다고 경고했습니다. 그 후 몇 년 동안, 과학자들은 이러한 장애물들을 제거하기 시작했고, 1990년에 중증 복합 면역 결핍증을 가진 4세 소녀가 임상 2상에서 성공적으로 치료받으면서 큰 돌파구를 마련했습니다. 이것은 10년 간의 큰 희망과 대담한 약속으로 이어졌습니다. 네이처 지수 2022 의생명과학 하지만 기술적인 난제들의 미로가 등장하면서 그 초기 업적의 여운은 오래가지 못한 것으로 판명되었습니다. 일반적인 유전자 치료 접근법은 건강한 유전자를 유전자 라이브러리에 결함이 있는 사본만 가지고 있는 세포들에게 전달하는 것을 포함합니다. 일단 내부에 들어가면, 치료용 유전자는 세포들에게 결함이 있는 단백질 대신 기능적인 단백질을 제조하도록 지시합니다. 한 가지 어려운 점은 치료용 유전자가 오른쪽 조직에 있는 올바른 세포들에 영점을 갖도록 하는 것인데, 이 모든 것들이 이웃 유전자들의 작동 질서를 방해하지 않으면서 단지 몇 개가 아니라 수백만 개의 이러한 세포들로 옮겨집니다. 호주 시드니의 Royal Prince Alfred Hospital의 세포 및 분자 치료 학과장을 맡고 있는 임상 혈액학자 John Rasko는, 또 다른 장애물은, 삽입된 유전자가 그 일을 완수하기에 충분한 단백질을 생산하도록 보장하는 것이었다고 말합니다. "우리는 유전자를 세포로 전달할 수 있는 도구들을 가지고 있었지만, 치료적인 이득을 얻을 만큼 그것을 효율적으로 수행할 수는 없었습니다"라고 그는 말합니다. 그리고 치료 유전자는 세포들 중 가장 강력한 문지기인 면역계로부터 해로운, 때로는 치명적인 반응을 일으키지 않고 조용히 세포 안으로 미끄러질 수 있는 운반 수단에 탑승할 필요가 있었습니다.

배달 드라이버로서의 바이러스 역할

고점과 저점을 통해 바이러스는 접근이 어려운 세포에 치료 유전자를 전달하는 선택의 전달자로 남아있었습니다. 본질적으로, 바이러스는 파괴적인 질병 발생과 전염병에 불을 붙일 수 있는 교활한 세포 납치범입니다. 세포에 침투하여 숙주를 속여서 유전자를 복제하는 능력은 또한 유전자 치료를 위한 완벽한 도구로 만듭니다. 시애틀에 있는 워싱턴 대학에서 근육이영양증에 대한 바이러스 벡터 유전자 치료를 조사하는 줄리 크루들은 수백만 년의 진화를 통해 바이러스는 합성 나노입자와 같은 다른 유전자 치료 벡터보다 강력한 우위를 점하고 있다고 말합니다. "그들은 이미 이것을 하도록 설계되었습니다."라고 그녀는 말합니다. "우리는 그들이 자연스럽게 하는 것을 납치할 뿐입니다." 지난 10년 동안, 과거의 실패의 유령을 물리치려는 노력이 성과를 거두기 시작했고, 특히 유전적인 눈 질환 치료에 있어서 낙관의 시대를 예고했습니다. 전세계적으로 바이러스 벡터 기반의 유전자 치료법을 조사하는 거의 300건의 임상 시험이 있습니다. 이들 중 약 절반은 인간에게 질병을 일으키지 않는 작고 잘 연구된 바이러스인 변형된 아데노 관련 바이러스 (AAV)를 사용합니다. 이 바이러스들은 광범위한 조직을 목표로 할 수 있고 대부분의 경우 가벼운 면역 반응만을 유발하여 안전하고 다재다능하며 효율적인 치료 도구를 만들기 때문에 유전자 치료에 이상적인 일치입니다. 더 선명한 비전 공개 유전자 치료 왕관의 최근 보석 중 하나는 전 세계적으로 2백만 명 이상의 사람들에게 시력을 잃고 실명을 일으키는 유전성 망막 질환에 있었습니다. "유전자 치료와 눈에 엄청난 폭발이 있었습니다"라고 플로리다 게인스빌에 있는 비트리오레티날 협회의 외과의사 크리스틴 케이가 말했습니다. 눈은 면역에 취약한데, 이것은 시력을 유지하기 위해 국소적인 면역과 염증 반응을 제한한다는 것을 의미합니다. 이것은 눈이 면역에 의해 유발되는 염증의 파괴력으로부터 보호되고 경보 벨을 울리지 않고 몰래 들어갈 수 있기 때문에 이상적인 유전자 치료 표적이 됩니다.

유전자 대체 치료법

2017년, 보레티진 네파로베크-rzyl (Luxturna로 시판)은 미국 식품의약국 (FDA)에 의해 승인된 최초의 유전자 대체 치료법입니다. 그것은 유전된 망막 질환에 대한 최초의 치료법 중 하나였습니다. 펜실베니아주 필라델피아의 생명공학 스타트업인 스파크 테라피틱스가 개발한 이 유전자 치료법은 RPE65 유전자에 해로운 돌연변이가 있는 사람들에게 한방 치료법으로, 심각한 시력 손실을 일으킵니다. 이 치료법은 AAV 벡터에 의존하여 망막 세포에 유전자의 실제 복사본을 직접 전달하고, 여기서 빛을 전기 신호로 변환하는 단백질을 만드는 방법을 알려줍니다. 이 치료법은 유럽 연합과 호주에서도 승인되었습니다. "그것은 그 분야에 유익했습니다"라고 멜버른의 눈 연구 센터의 망막 유전자 치료 연구 그룹을 이끄는 토마스 에드워즈가 말합니다. 투자자들과 대형 제약사들이 인기를 끌고 있습니다. 2020년 이전 2년 동안 노바티스, 로슈, 바이엘 등 7개 제약 대기업들이 바이러스 벡터 기반 유전자 치료제를 개발하는 소규모 바이오텍 기업들을 미화 10억 달러 가까이 혹은 그 이상의 가치로 인수했습니다. 전 세계적으로 유전자 치료제 시장의 매출은 2027년까지 53억 3천만 달러에서 198억 8천만 달러로 급증할 것으로 예상됩니다. 우스터에 있는 매사추세츠 찬 의과대학의 바이러스 벡터 전문 유전자 치료 연구원인 광핑 가오는 최근 몇 년간의 임상시험의 긍정적인 결과들이 환자들과 연구원들에게 절실히 필요한 자신감을 북돋아 주었다고 말합니다. "이러한 자신감은 결국 더 많은 투자로 이어집니다." Luxturna의 획기적인 사건은 여러 유전자에 의해 뒷받침되는 더 흔한 눈 질환들을 다루기 위한 기초를 마련했다고 Edwards는 말합니다. "유전적인 망막 질환들은 유전자 치료 접근법에 스스로를 의지하기 때문에 시작점이 되어 왔습니다."라고 그는 말합니다. "우리는 이제 이 기술이 유전적으로 더 복잡한 더 흔한 질환들에 적용되는 것을 보고 있습니다."