Ingen vill missa Crispr-trenden
Sedan de första artiklarna publicerades om genmodifieringstekniken Crispr/Cas9 har metodens genomslag varit stort. Astrazeneca och Novartis är två av de företag som hakat på trenden – och fler är på väg.
Crispr/Cas9-tekniken baseras på försvarsmekanismer som används av många bakterier för att skydda dem mot bakterieinfekterande virus och annat genetiskt material – bakteriofager och plasmider – genom att klippa sönder DNA- och RNA-kedjorna i bitar. Mekanismen har utvecklats till en metod som kan användas för att byta ut eller ta bort enstaka baspar eller längre sekvenser från arvsmassan hos alla typer av celler.
Emmanuelle Charpentier upptäckte en viktig del i Crispr/Cas9 systemet, vilket publicerades i tidskriften Nature 2011, och senare i Science 2012.
- Jag förstod direkt att mekanismen skulle kunna användas för genmodifiering. Tekniken är enklare, mer specifik och dessutom billigare än andra metoder så jag förstod också att efterfrågan skulle vara stor. Däremot var jag inte beredd på hur snabbt intresset skulle sprida sig. Bara några månader efter den första publikationen började investerare höra av sig med intresse att investera i tekniken, säger Emmanuelle Charpentier.
Hennes huvudintresse när det gäller Crispr/Cas9 ligger inom genterapi. För att vidareutveckla metoden till en lämplig teknik för detta grundade hon bioteknikbolaget Crispr Therapeutics i Schweiz, där hon sitter som vetenskaplig rådgivare. Företagets mål är att utveckla behandlingar mot genetiska sjukdomar men exakt vilka sjukdomar som det ska handla om är ännu inte offentliggjort.
- I dagsläget kan tekniken användas för genmodifiering hos celler utanför kroppen och utmaningen är att ta fram ett lämpligt administreringssätt för behandling in vivo. Vi tittar bland annat på att använda nanopartiklar och virusvektorer för att frakta behandlingen till målet i kroppen.
Förutom genterapi har tekniken lovande egenskaper för användning inom forskningen, bland annat för att slå ut eller modifiera gener för att få mer människolika förhållanden i cell- och djurmodeller.
Intresset för tekniken är stort i life science-branschen och Crispr Therapeutics har blivit kontaktade av en bred skara aktörer – allt från akademiska labb och små forskningsbolag till investerare och stora läkemedelsjättar. I dagsläget har företaget dock endast pågående samarbeten med akademin.
Ett av de företag som har hakat på Crispr/Cas9-trenden är läkemedelsjätten Astrazeneca som i januari offentliggjorde fyra uppstartade samarbeten kring metoden. Där ligger fokus inte på genterapi, utan på teknikens användningspotential när det gäller framtagningen av nya läkemedel. Sammanfattningsvis är målen med de samarbeten som företaget gått in i att utveckla tekniken till ett verktyg för att identifiera nya gener som kan kopplas till sjukdomar i andningsvägarna, hjärtkärl- och autoimmuna sjukdomar samt cancer så att nya behandlingar kan utvecklas med dessa som mål. Dessutom ska tekniken användas för att ta fram mer humaniserade celllinjer och djurmodeller till företagets prekliniska studier.
- Crispr/Cas9 är en banbrytande teknik. Två viktiga FoU-utmaningar för läkemedelsindustrin är identifieringen av nya terapeutiska mål och hur prekliniska in vitro och in vivo-modeller kan översättas till kliniken. Crispr/Cas9-tekniken möjliggör geninaktiverings- och aktiveringsstudier med oöverträffad enkelhet och precision, vilket är användbart för identifiering och validering av nya sjukdomsrelevanta måltavlor för framtida läkemedel, säger Lorenz Mayr, chef för reagenser och analysutveckling på Astrazeneca.
De fyra samarbeten som Astrazeneca har ingått i är med det brittiska genomikcentret The Wellcome Trust Sanger Institute, det nyligen invigda Kalifornienbaserade Innovative Genomics Initiative, labtechföretaget Thermo Fisher Scientific samt med Broad Institute och Whitehead Institute. På samma gång bedriver bolaget även egen verksamhet med Crispr-tekniken.
- Vi har ett team som har arbetat i över ett år med att tillämpa tekniken, i Mölndal och i Cambridge i Storbritannien. Vi har fått betydande resultat i arbetet med djurmodeller, framför allt när det gäller att förkorta den tid som det tar för att modifiera djuren så att det går att genomföra experiment. Vi utökar nu gruppen med ytterligare medarbetare då vi ser fler tillämpningar av Crispr framför oss, säger Lorenz Mayr.
Astrazeneca är definitivt inte det enda större läkemedelsbolaget som intresserar sig för tekniken. Crispr Therpeutics var tidigt i kontakt med Big Pharma och i januari meddelade schweiziska Novartis att företaget ingått i samarbeten med de två bioteknikbolagen Intellia Therapeutics och Caribou Biosciences, som båda fokuserar på Crispr/Cas9-tekniken. Målet i det förstnämnda samarbetet ligger på genterapi medan det andra projektet syftar till att använda metoden i företagets forskning för att ta fram nya läkemedel.
Caribou Biosciences grundades av Jennifer Doudna, professor i kemi samt molekylär- och cellbiologi vid University of California, som samarbetade med Emmanuelle Charpentier när det kom till kartläggningen av Crispr/Cas9-systemet. Hon är även medgrundare till bioteknikbolaget Editas Medicine tillsammans med forskaren Feng Zhang från MIT. Han tog i april 2014 USA-patent för Crispr/Cas9-tekniken, framför näsan på både Jennifer Doudna och Emmanuelle Charpentier.
Vem av forskarna som äger rättigheterna till metoden diskuteras för tillfället i en patenttvist. Frågan är vem som kom på tekniken först. Var det Emmanuelle Charpentier och Jennifer Doudna, som kartlade mekanismen bakom Crispr/Cas9 och som föreslog att den kunde utvecklas till att bli ett alternativ till befintliga metoder för att modifiera gener hos olika organismer. Eller var det Feng Zhang, som var en av de forskare som bekräftade detta i praktiken?
Den som vinner patenttvisten får rättigheterna till vad som kan vara den viktigaste upptäckten hittills inom fältet genmodifiering. Forskarna har redan fått ett flertal utmärkelser på varsitt eget håll, men för metoden har det ryktats om nobelpris.
Patenttvisten har dock , som sagt, inte hindrat varken forskare eller företag från att ta till sig Crispr/Cas9. Metoden finns i dag på plats i flera akademiska laboratorier. Många labtechföretag, som Sigma Aldrich och Thermo Fisher, säljer redan kit för tekniken.
- Att företag och forskare använder metoden fast de varken har patent eller licens för den visar att de tror på tekniken. Allt fler ser dess potential och jag tror att vi kan vänta oss många fler uppstartade Crispr/Cas9-samarbeten under det kommande året, säger Emmanuelle Charpentier.
[tboot_well width="70%"]
Så skyddar Crispr/Cas9-systemet bakterier
När en bakterie infekteras av ett virus, en bakteriofag, infogas delar av virusets genom i DNA-sekvenser hos bakterien. De kallas för Crispr-DNA (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) och de små sektionerna som härstammar från bakteriofagen kallas spacer DNA.
Crispr-DNA:t fungerar som ett slags inlärt immunförsvar hos bakterien. Om den smittas av samma fag igen bildas RNA av spacer-sekvenserna. Det ger upphov till så kallat Crispr-RNA som binds till andra RNA-molekyler kallade tracr-RNA. När de kombinerade RNA-molekylerna fäster vid en sekvens i fagens genom som matchar Crispr-RNA:t binds de av enzymet Cas9, som klyver och oskadliggör fagens arvsmassa.
Genom att byta ut spacer-sekvenserna hos Crispr-molekylerna kan mekanismen anpassas för att klippa bort längre snuttar eller enstaka baspar i ett genom.
[/tboot_well]
