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Jul 18, 2023

보다 우아한 형태의 유전자 편집이 인간 테스트로 발전합니다.

Emily Mullin 2016년 4월, 세포 및 유전자 치료 교수인 Waseem Qasim은 DNA를 조작하는 혁신적인 방법인 염기 편집을 설명하는 새로운 과학 논문에 매료되었습니다. 종이,

에밀리 멀린

2016년 4월, 세포 및 유전자 치료 교수인 Waseem Qasim은 DNA를 조작하는 혁신적인 방법인 염기 편집을 설명하는 새로운 과학 논문에 매료되었습니다. MIT와 하버드의 Broad Institute에 있는 David Liu의 연구실에서 발표된 이 논문은 이전보다 더 정확한 변화를 허용하는 Crispr 유전자 편집 버전을 설명했습니다. 유니버시티 칼리지 런던(University College London)에서 강의하고 있는 카심(Qasim)은 “마치 SF 소설이 등장한 것 같았습니다.”라고 말합니다.

모든 생명체의 유전암호는 네 가지 화학적 염기(A, C, G, T)로 구성된 끈으로 구성됩니다. 이들 염기가 쌍을 이루어 DNA의 이중나선 구조를 형성합니다. 예를 들어 전통적인 Crispr 및 이전 유전자 편집 방법은 질병을 유발하는 유전자를 녹아웃시키기 위해 DNA의 이중 가닥 나선을 절단하는 방식으로 작동합니다. 반면, 염기 편집은 돌연변이를 수정하거나 유전자를 비활성화하기 위해 단순히 하나의 화학적 염기를 다른 염기로 바꾸는 것입니다. Liu의 연구실에서 설명한 최초의 기본 편집기는 C를 T로 변환할 수 있었습니다. 그 이후로 다른 편집기도 발명되었습니다.

과학자들은 염기 편집의 가치를 즉시 인식했습니다. 낭포성 섬유증, 겸상 적혈구 빈혈과 같은 많은 유전 질환은 DNA의 단일 염기 변화로 인해 발생합니다. 이제 이러한 돌연변이는 이론적으로 하나의 염기를 다른 염기로 전환함으로써 수정될 수 있습니다. Qasim과 그의 팀은 암 치료를 위해 면역 세포를 변경하는 또 다른 목적으로 염기 편집을 사용하기를 원했습니다.

Liu의 논문을 가이드로 사용하여 Qasim과 그의 팀은 자체 기본 편집기를 만들었고 실험실에서 세포에 유전적 변화를 일으키는 데 매우 효율적이라는 것을 발견했습니다. 그 후 6년 동안 그들은 기술을 개선하기 위해 노력했고, 5월에는 암 치료를 희망하는 백혈병 환자 치료에 이 기술을 사용하여 궁극적인 테스트를 거쳤습니다. 이 새로운 형태의 유전자 편집이 인간을 치료하는 데 사용된 것은 이번이 처음이었습니다.

13세 Alyssa라는 환자는 2021년 5월에 T세포 백혈병이라는 희귀하고 공격적인 유형의 암 진단을 받았습니다. 면역체계의 중요한 부분인 T세포는 일반적으로 감염으로부터 신체를 보호합니다. 그러나 T세포 백혈병에서는 통제할 수 없을 정도로 성장합니다. 의사들은 화학 요법과 골수 이식으로 Alyssa를 치료하려고 시도했지만 암이 재발했습니다.

다른 치료 옵션이 남지 않은 상태에서 Alyssa는 실험적인 기본 편집 치료법을 테스트하는 시험에 참여할 자격이 있었습니다. Qasim과 그의 팀은 건강한 기증자로부터 T 세포를 수집하고 염기 편집을 사용하여 세포에 네 가지 별도의 변경(모두 C에서 T로의 염기 전환)을 수행했습니다. 이러한 편집을 통해 기증자 T 세포는 신체의 방어 체계를 빠져나가 백혈병 세포의 특정 수용체를 인식하고 암을 죽일 수 있었습니다. University College London의 일부인 Great Ormond Street Institute of Child Health의 의사들은 편집된 세포를 Alyssa의 혈류에 주입했습니다. 편집된 세포를 받은 후 Alyssa는 암 면역요법의 일반적인 부작용인 사이토카인 방출 증후군으로 알려진 염증성 부작용을 경험했습니다. 일부 환자의 경우 생명을 위협할 수도 있지만 알리사의 증상은 경미했고 빨리 회복됐다고 카심은 말했다. 주입 후 한 달이 지나서 그녀의 암은 완화되었고, 그녀는 계속해서 좋은 상태를 유지하고 있습니다. Qasim은 “질병 수준이 아직 감지할 수 없는 수준이라는 것을 확인했습니다.”라고 말했습니다. 그는 이번 달 초 뉴올리언스에서 열린 미국 혈액학회 회의에서 이러한 예비 결과를 발표했습니다. (이 연구 결과는 아직 동료 심사 저널에 게재되지 않았습니다.)

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염기 편집이 초기 단계이기 때문에 연구자들은 치료가 오래 지속되는지 확인하기 위해 더 많은 환자를 치료하고 훨씬 더 오랫동안 추적해야 합니다. 카심 연구팀은 이번 임상시험에서 최대 10명의 어린이를 치료하고 연구의 일환으로 1년 동안 모니터링한 뒤 정기적인 검진을 계속할 계획이다.

Qasim과 다른 과학자들은 염기 편집이 DNA 손상을 일으키지 않기 때문에 Crispr보다 안전할 수 있다고 생각합니다. 이는 잘 알려진 단점입니다. Crispr은 문제가 있는 DNA 덩어리를 잘라내는 방식으로 작동하지만 종종 필요 이상으로 절단됩니다. 세포는 손상된 부위를 자연적으로 복구하지만, 그 수정이 항상 원활하지는 않습니다. 때로는 복구 과정으로 인해 편집된 부위 주변의 DNA가 무작위로 재배열되며, 여러 번 편집하는 경우 이러한 재배열의 위험이 더 커집니다. 드물지만 이러한 실수는 이론적으로 암을 유발할 수 있습니다. 반면에 염기 편집은 이런 종류의 세포 손상을 일으키지 않습니다.