Through the new license, Harvard lab’s innovations in genome engineering might solve the organ transplant shortage
By Caroline Perry, Office of Technology Development
The past few years, led by George Church, Ph.D……R. R. C. D. D.は、過去数年間にわたり、ハーバードの研究者たちによるゲノム工学の革新的な成果を発表しました。 ハーバード・メディカル・スクール (HMS) のロバート・ウィンスロップ遺伝学教授で、ハーバード大学ウィス生物学的インスピレーション工学研究所のコア教員であるジョージ・チャーチ博士率いる研究者たちは、過去数年間で、ブタのゲノムを操作してその細胞を人体に適合させるという重要な前進を遂げました。 絶望的な状況にある患者のための健康な心臓が、いつの日か豚からもたらされるかもしれません。
「豚の 1 つの遺伝子を変えることは比較的可能ですが、何十もの遺伝子を変えることは、ここでは最低限であることは明らかで、CRISPR の恩恵を受けます」と、チャーチは語りました。 異種移植は、「CRISPR の力強さが本当に必要な、数少ない」大きな課題です (彼の見解では、遺伝子ドライブと脱絶滅のうちの 1 つです)」
将来のヒト患者への医療移植のための安全で効果的な細胞、組織、臓器の開発を促進するために、ハーバード大学の技術開発室は今回、ケンブリッジのバイオテクノロジースタートアップeGenesisに技術ライセンスを付与しました。
ChurchとHMS元ドクターのLuhan Yang, Ph.D. によって2015年に共同で設立されたeGenesisは昨年、研究開発作業を進めるために3800万ドルを調達したと発表しています。 インターン、博士課程学生、ポスドク、客員研究員など、少なくとも 8 人のチャーチ研究所の元メンバーが、そこの職員として科学的キャリアを続けています。
ハーバード大学の最高技術開発責任者で上級副プロボストのアイザック・コールバーグ氏は、「チャーチ研究所は、ありえないように思えるほど意欲的な科学的成果を執拗に追求し、実際にその成功実績がよく知られています」と述べています。 「ジョージは、彼の才能ある研究チームに情熱を与え、強い起業家精神を培う能力も評価に値します」
Harvard OTD からのライセンスは、HMS および Wyss Institute で開発された一連の強力なゲノム工学技術に対応しており、ヤンと Prashant Mali 博士の主導でチャーチ研究所が 2012 年に行ったヒト細胞のゲノムを編集するための CRISPR による飛躍的進歩に関する基礎的知的財産へのアクセスも含まれています。 また、多数の遺伝子を同時に効率的かつ正確に編集することを可能にしたその後の技術革新も含まれます。 ライセンスはイージェネシスの独占的なものですが、異種移植の分野に限定されています。
これらの技術は、救命組織や臓器を必要としている患者に届けるのに役立ちますか？ 米国保健社会福祉省の臓器調達・移植ネットワークは、その統計を追跡しています。 米国では、約114,000人が臓器移植の待機者となっています。 一般人では、臓器提供が可能な状態で亡くなる人は1,000人に3人しかいない–ドナー登録をしていた場合だ。 一方、毎日 20 人のウェイティングリストの人々が待機中に死亡している。
生きた人間以外の臓器を使用するという見通しと、組織内に存在する、あるいは人間の遺伝物質と結合してできる可能性のある病原体の感染性に対する懸念から、食品医薬品局は1990年代半ばから異種移植研究および開発に関する詳しいガイダンスを発行するに至った。 ブタでは、ブタ内在性レトロウイルス (PERVs) という、動物のゲノムにある潜在的に病原性のある DNA の鎖が、人間の患者に感染して最終的に病気を引き起こすかもしれないということが主な懸念事項でした
そこで、チャーチ研究所の CRISPR に関する専門知識が大きな進歩を可能にしたのです。 2015年、同研究所はサイエンス誌に重要な結果を発表し、ゲノム工学を利用してブタの細胞内の62のPERVをすべて除去することに成功しました。 その後の報道で、サイエンスはこれを「これまでで最も広範な CRISPR 編集の偉業」と呼びました。
Church Lab は、ありえないように思えるほど野心的な科学的成果を執拗に追求することで知られており、実際に、その成功の実績も認められています。
2017年に、ハーバード大学、他の大学、eGenesisの共同研究者と共に、チャーチとヤンはさらに前進しました。 サイエンス誌に再び発表し、彼らはまず、以前の研究者の恐れを確認しました：ブタ細胞は、実際に、PERVをヒト細胞に伝達することができ、そのヒト細胞は、他の、暴露されていないヒト細胞とそれを共有することができるのです。 (ブタの細胞は実際にPERVをヒトの細胞に感染させることができ、そのヒトの細胞は感染していない他のヒトの細胞とPERVを共有できるのである（これらのPERVがどんな状況で病気を引き起こすかはまだ不明）。 同じ論文の中で、彼らはこの問題を修正し、37匹のPERVフリーのブタの胚発生と出産を発表しました。
「合わせて、これらの革新は驚くべきものでした」と、OTDのビジネス開発ディレクターで、ハーバード大学の生命科学分野の多くの知的財産の商業化戦略を管理するビビアン・バーリンは言いました。 「これは、異種移植が現実になるかもしれないということを、科学界と投資界の両方に納得させるために必要な基盤でした」
イージェネシスのジュリー・サンダーランド暫定 CEO は、「何百ものテストの後、これはイージェネシスとこの分野全体にとって重要なマイルストーンであり、豚から安全に臓器を移植するためのキーステップとなりました」と述べています。 「この研究を基盤として、異種移植を安全で日常的な医療処置にするための科学と可能性を前進させ続けたいと思います」
しかし、これで終わりというわけではなく、免疫学的な課題が残っており、イージェネシスはこれに対処する必要があります。 患者の体が移植された組織を完全に拒絶する可能性があるため、異種移植の試みは歴史上数多く失敗してきました。 チャーチによれば、ブタの臓器をヒトの患者に完全に適合させるためには、多くの遺伝子的変化を達成しなければならない。 その中には、PERVsと同様に、いくつかの免疫機能、凝固機能、補体、および糖質に対する編集が含まれています。 「その遺伝子を削除すると、従来の方法では、かなり速い拒絶反応が起こります。 というのも、相容れない部分が他にもたくさんあるからです。 正常なブタの胚発生を得つつ、拒絶反応を起こさないようにするには、非常に多くの微妙な要素が関わってきます」
「すべてを 1 つのパッケージにまとめるのは、困難です」と、彼は付け加えました。