Målrettet Genom
Redaktør Levering
Udfordring

Opdagelsen af CRISPR teknologien til redigering af genomet har forbedret potentialet for sygdomsbehandling betragteligt. Levering af komponenter til redigering af genomet trygt og sikkert har dog vist sig at være udfordrende. Den nuværende mangel på specifik programmerbarhed er en vigtig begrænsende faktor for succesrig skalering af denne teknologi. En række metoder til levering, blandt andet de nedenfor nævnte, kunne potentielt imødekomme behovet for at ramme væv og/eller celler for at hæve niveauet for disse teknologier til klinisk brug. På nuværende tidspunkt er lipide nanopartikler (LPN'er) de bedst undersøgte non-virale målspecifikke leveringssystemer. De er specialiserede til indkapsling af nukleinsyrer og kan tilpasses med ligander til forbedring af leveringsspecificiteten. Sammenlignet med andre syntetiske polymere nanopartikler, har LPN'er bedre biokompatibilitet og lavere niveauer af toxicitet. På nuværende tidspunkt er leveren det organ, der udgør det mest effektive mål for behandling baseret på LPN. Men, på grund af lav leveringseffektivitet til primære celler og i in vivo dyreforsøg, mangler redigeringseffektiviteten stadig at leve op til kliniske krav i ekstrahepatisk væv. Efter LPN'er, er polymer-baserede nanopartikler (PNP'er) den mest anvendte leveringsmiddel. PNP'er har adskillige fordele i forhold til LNP'er, idet de er nemmere at fremstille, nemt kan varieres og har forbedret cirkulationstid. Uorganiske nanopartikler vinder også større popularitet som transportmiddel for CRISPR-baseret maskineri på grund af deres evne til modificering og deres effektivitet som transportør af nukleinsyrer og små molekyler. Andre bio-inspirerede transportmidler såsom exosomer, liposomale leveringsystemer for lægemidler, antistof/protein-transportører, viruslignende partikler såsom bakteriofager og nanobotter har vist potentiale, men er stort set forblevet underudnyttet indenfor levering af genom-redigerende teknologi.

Krav til løsning

Løsningerne skal være et højeffektivt og programmerbart leveringsystem til genomredigerende maskineri, der kan målrettes specifikke væv (celler, typer og/eller organer). Løsninger skal kunne programmeres til at levere mindst tre bestemte og forskellige celletyper, vævstyper og/eller organer samt kunne levere og redigere mindst lige så effektivt som den nuværende førende metode. En optimal løsning ville være simpel at fremstille, omkostningseffektiv, skalerbar og have en rimelig sikkerhedsprofil. Løsninger, der foreslår vira og viral-lignende systemer eller partikler skal bygge på feltet og leve op til kriterierne og dermed demonstrere fuld forståelse af, hvordan leveringssystemet kan modificeres til at være programmerbart og målrettet til en række forskellige vævsmål (celler, typer og/eller organer). Løsningen vil blive bedømt på baggrund af, hvor godt den lever op til kriterierne.

Programmerbare løsninger, der kun er målrettet nervesystemet (CNS) skal indsendes under Målområde 2. Løsninger, der lever op til kravene for Målområde 2, men også kan programmeres til at målrettes mod et organ, der ikke er hjernen, kan indsendes til bedømmelse indenfor begge Målområder, men et hold og/eller en enhed med en enkelt løsning, der lever op til kravene for begge Målområder, kan kun vinde én præmie. Et hold og/eller en enhed kan kvalificere sig til at vinde adskillige præmier for adskillige løsninger, der indsendes til ét eller flere Målområder, hvis løsningerne er kvalitativt forskellige.

For at have en god chance i denne Konkurrrence, bør løsningerne:

Løsninger bør:

Derudover kan løsninger:

Blod-hjerne-barrieren består af endotele celler i hjernens vaskulatur samt specialiserede gliale celler (astrocytter), som omkranser blodkarrene i hjernen. Blod-hjerne-barrieren forhindrer uønskede substanser i at trænge ind i centralnervesystemets ekstracellulære væske. Idet hjernens funktion er af vital betydning, er det afgørende, at influx og efflux af biologiske substanser kontrolleres nøje for at opretholde en hensigtsmæssig funktion af centralnervesystemet. Én praktisk konsekvens af blod-hjerne-barrieren er, at den også blokerer for optagelsen af mange lægemidler, deriblandt proteiner og nukleinsyrer. Dette hindrer udviklingen af behandlinger for sygdomme relaterede til hjernen. Derfor vil en effektiv teknologi til levering af genom-redigerende maskineri på tværs af blod-hjerne-barrieren til en betydelig andel af klinisk relevante typer af hjerneceller have vidtstrakt betydning for behandlingen af mange neurologiske sygdomme.

Krav til løsning

Løsninger til målområde 2 skal være højeffektive, non-virale leveringssystemer, som er i stand til at krydse blod-hjerne-barrieren for at levere maskineri til redigering af genomet til en betydelig andel af klinisk relevante celletyper i hjernen.

For at have en god chance i denne Konkurrrence, bør løsningerne:

Løsninger bør også have følgende eftertragtede egenskaber: