Preview

БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение

Расширенный поиск

Редактирование генома и биомедицинские клеточные продукты: современное состояние, безопасность и эффективность

https://doi.org/10.30895/2221-996X-2018-18-3-140-149

Полный текст:

Аннотация

Успехи в технологиях ex vivo редактирования генома человека позволили разработать новые подходы в лечении генетических, экологических, инфекционных и других заболеваний, в том числе с использованием биомедицинских клеточных продуктов. Но, несмотря на быстрое развитие данных технологий и большое количество проводимых клинических исследований во многих странах мира, только 4 препарата (Strimvelis, Zalmoxis, Kymriah и Yescarta), содержащие ex vivo генно-модифицированные клетки человека, разрешены к применению в странах Европейского союза и США. В данной работе рассмотрены три перспективные технологии (ZFN, TALEN и CRISPR), позволяющие легко и эффективно проводить редактирование генома в необходимых сайтах, тем самым создавая платформу для дальнейшего развития генной инженерии клеток человека. Описана технология получения химерных антигенных рецепторов (CAR). Также приведены сведения об эффективности и безопасности одобренных препаратов: Strimvelis, содержащего аутологичные CD34+-клетки, ex vivo трансдуцированные ретровирусным вектором с геном аденозиндезаминазы, Zalmoxis, содержащего модифицированные аллогенные Т-клетки, а также двух препаратов Kymriah и Yescarta, содержащих аутологичные T-клетки с химерными антигенными рецепторами к антигену CD19, предназначенных для лечения CD19+ гематологических злокачественных новообразований.

Об авторах

А. А. Горяев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Россия

канд. биол. наук, заместитель начальника управления экспертизы противобактериальных МИБП Центра экспертизы и контроля МИБП ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация



М. В. Савкина
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

канд. биол. наук, эксперт 1 категории управления экспертизы противобактериальных МИБП Центра экспертизы и контроля МИБП ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация 



К. М. Мефед
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

канд. биол. наук, главный эксперт лаборатории вирусных вакцин Испытательного центра экспертизы качества МИБП ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация 



В. П. Бондарев
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

д-р мед. наук, профессор, директор Центра экспертизы и контроля МИБП ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация 



В. А. Меркулов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

д-р мед. наук, профессор, заместитель генерального директора по экспертизе лекарственных средств ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация 



В. В. Тарасов
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

канд. фарм. наук, доцент, директор Института фармации и трансляционной медицины ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Трубецкая ул., д. 8, стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация



Список литературы

1. Maeder ML, Gersbach CA. Genome-editing technologies for gene and cell therapy. Mol Ther. 2016;24(3):430–46. https://doi.org/10.1038/mt.2016.10

2. Cai M, Yang Y. Targeted genome editing tools for disease modeling and gene therapy. Curr Gene Ther. 2014;14(1);2–9. https://doi.org/10.2174/156652321402140318165450

3. Perez-Pinera P, Ousterout DG, Gersbach CA. Advances in targeted genome editing. Curr Opin Chem Biol. 2012;16(3–4):268–77. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2012.06.007

4. Wirth T, Parker N, Ylä-Herttuala S. History of gene therapy. Gene. 2013;525(2);162–9. https://doi.org/10.1016/j.gene.2013.03.137

5. Федеральный закон Российской Федерации от 12 апреля 2010 г. № 61-ФЗ «Об обращении лекарственных средств». [Federal Law of the Russian Federation of April, 12, 2010, No. 61-FZ «On Circulation of Medicines» (In Russ.)]

6. Федеральный закон Российской Федерации от 23 июня 2016 г. № 180-ФЗ «О биомедицинских клеточных продуктах». [Federal Law of the Russian Federation of June, 23, 2016, No. 180-FZ «On Biomedical Cell Product» (In Russ.)]

7. Directive 2001/83/EC of the European Parliament and of the Council of 6 November 2001 on the Community Code Relating to Medicinal Products for Human Use.

8. US Food and Drug Administration. Application of Current Statutory Authorities to Human Somatic Cell Therapy Products and Gene Therapy. Federal Register. 1993;58(197):53248–51. Available from: https://www.fda.gov/downloads/BiologicsBloodVaccines/SafetyAvailability/UCM148113.pdf

9. Nemudryi AA, Valetdinova KR, Medvedev SP, Zakian SM. TALEN and CRISPR/Cas genome editing systems: tools of discovery. Acta Naturae. 2014;6(3):19–40.

10. He Z, Proudfoot C, Whitelaw CB, Lillico SG. Comparison of CRISPR/Cas9 and TALENs on editing an integrated EGFP gene in the genome of HEK293FT cells. Springerplus. 2016;5(1):814. https://doi.org/10.1186/s40064-016-2536-3

11. Germini D, Tsfasman T, Zakharova VV, Sjakste N, Lipinski M, Vassetzky Y. A comparison of techniques to evaluate the effectiveness of genome editing. Trends Biotechnol. 2018; 36(2):147–59. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2017.10.008

12. Guha TK, Wai A, Hausner G. Programmable genome editing tools and their regulation for efficient genome engineering. Comput Struct Biotechnol J. 2017;15:146–60. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2016.12.006

13. Gaj T, Gersbach CA, Barbas III CF. ZFN, TALEN and CRISPR/Cas-based methods for genome engineering. Trends Biotechnol. 2013;31(7):397–405. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2013.04.004

14. Carroll D. Genome engineering with zinc-finger nucleases. Genetics. 2011;188(4):773–82. https://doi.org/10.1534/genetics.111.131433

15. Chen KY, Knoepfler PS. To CRISPR and beyond: the evolution of genome editing in stem cells. Regen Med. 2016;11(8):801–16. https://doi.org/10.2217/rme-2016-0107

16. Li T, Huang S, Jiang WZ, Wright D, Spalding MH, Weeks DP, Yang B. TAL nucleases (TALNs): hybrid proteins composed of TAL effectors and FokI DNA-cleavage domain. Nucleic Acids Res. 2011;39(1):359–72. https://doi.org/10.1093/nar/gkq704

17. Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, Hauer M, Doudna JA, Charpentier E. A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science. 2012;337(6096):816–21. https://doi.org/10.1126/science.1225829

18. Jiang F, Doudna JA. CRISPR-Cas9 structures and mechanisms. Annu Rev Biophys. 2017;46:505–29. https://doi.org/10.1146/annurev-biophys-062215-010822

19. Kleinstiver BP, Tsai SQ, Prew MS, Nguyen NT, Welch MM, Lopez JM, et al. Genome-wide specificities of CRISPRCas Cpf1 nucleases in human cells. Nat Biotechnol. 2016;34(8):869–74. https://doi.org/10.1038/nbt.3620

20. Kwarteng A, Ahuno ST, Kwakye-Nuako G. The therapeutic landscape of HIV-1 via genome editing. AIDS Res Ther. 2017;14:32. https://doi.org/10.1186/s12981-017-0157-8

21. Tebas P, Stein D, Tang WW, Frank I, Wang SQ, Lee G, et al. Gene editing of CCR5 in autologous CD4 T cells of persons infected with HIV. N Engl J Med. 2014;370(10):901–10. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1300662

22. Ghobadi A. Chimeric antigen receptor T cell therapy for NonHodgkin Lymphoma. Curr Res Transl Med. 2018;66(2):43–9. https://doi.org/10.1016/j.retram.2018.03.005

23. Kulemzin SV, Kuznetsova VV, Mamonkin M, Taranin AV, Gorchakov AA. Engineering chimeric antigen receptors. Acta Naturae. 2017;9(1):6–14.

24. Harris DT, Kranz DM. Adoptive T Cell Therapies: A comparison of T cell receptors and chimeric antigen receptors. Trends Pharmacol Sci. 2016;37(3):220–30. https://doi. org/10.1016/j.tips.2015.11.004

25. Jackson HJ, Rafiq S, Brentjens RJ. Driving CAR T-cells forward. Nat Rev Clin Oncol. 2016;13(6):370–83. https://dx.doi.org/10.1038%2Fnrclinonc.2016.36

26. Fesnak AD, June CH, Levine BL. Engineered T Cells: The promise and challenges of cancer immunotherapy. Nat Rev Cancer. 2016;16(9):566–81. https://doi.org/10.1038/nrc.2016.97

27. CD19 T-CAR for treatment of children and young adults with r/r B-ALL (NCT03467256). Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03467256?term=NCT03467256&rank=1

28. Annex I — summary of product characteristics. In: Strimvelis: EPAR — product information. EMA. Available from: http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/EPAR_-_Product_Information/human/003854/WC500208199.pdf

29. Booth C, Gaspar HB, Thrasher AJ. Treating immunodeficiency through HSC gene therapy. Trends Mol Med. 2016;22(4):317–27. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2016.02.002

30. Aiuti A, Ficara F, Cattaneo F, Bordignon C, Roncarolo MG. Gene therapy for adenosine deaminase deficiency. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2003;3(6):461–6.

31. Cicalese MP, Ferrua F, Castagnaro L, Pajno R, Barzaghi F, Giannelli S, et al. Update on the safety and efficacy of retroviral gene therapy for immunodeficiency due to adenosine deaminase deficiency. Blood. 2016;128(1):45–54. https://doi.org/10.1182/blood-2016-01-688226

32. Cicalese MP, Ferrua F, Castagnaro L, Rolfe K, De Boever E, Reinhardt RR, et al. Gene therapy for adenosine deaminase deficiency: a comprehensive evaluation of shortand medium-term safety. Mol Ther. 2018;26(3):917–31. https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2017.12.022

33. Assessment report. Zalmoxis (EMA/CHMP/589978/2016). EMA; 2016.

34. Li HW, Sykes M. Emerging concepts in haematopoietic cell transplantation. Nat Rev Immunol. 2012;12(6):403–16. https://doi.org/10.1038/nri3226

35. Atilla E, Atilla PA, Bozdağ SC, Demirer T. A review of infectious complications after haploidentical hematopoietic stem cell transplantations. Infection. 2017;45(4):403–11. https://doi.org/10.1007/s15010-017-1016-1

36. Greco R, Oliveira G, Stanghellini MT, Vago L, Bondanza A, Peccatori J, et al. Improving the safety of cell therapy with the TK-suicide gene. Front Pharmacol. 2015;6:95. https://doi.org/10.3389/fphar.2015.00095

37. Ciceri F, Bonini C, Stanghellini MT, Bondanza A, Traversari C, Salomoni M, et al. Infusion of suicide-gene-engineered donor lymphocytes after family haploidentical haemopoietic stemcell transplantation for leukaemia (the TK007 trial): a non-randomised phase I-II study. Lancet Oncol. 2009;10(5):489–500. https://doi.org/10.1016/S1470-2045(09)70074-9

38. Summary basis for regulatory action — KYMRIAH. FDA; 2018. Available from: https://www.fda.gov/downloads/BiologicsBloodVaccines/CellularGeneTherapyProducts/ApprovedProducts/UCM606836.pdf

39. Package insert — KYMRIAH. FDA. Available from: https://www.fda.gov/downloads/BiologicsBloodVaccines/CellularGeneTherapyProducts/ApprovedProducts/UCM573941.pdf

40. Maude SL, Pulsipher MA, Boyer MW, Grupp SA, Davies SM, Phillips CL, et al. Efficacy and safety of CTL019 in the first US phase II multicenter trial in pediatric relapsed/refractory acute lymphoblastic leukemia: results of an interim analysis. Blood. 2016;128(22):2801. Available from: http://www.bloodjournal.org/content/128/22/2801/tab-figures-only

41. Study of Efficacy and Safety of CTL019 in Adult DLBCL Patients (JULIET) (NCT02445248). Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02445248

42. Schuster SJ, Bishop MR, Tam C, Waller EK, Borchmann P, Mcguirk J, et al. Global pivotal phase 2 trial of the CD19-targeted therapy CTL019 in adult patients with relapsed or refractory (r/r) diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) — an interim analysis. Hematological Oncology. 2017;35(S2):27. https://doi.org/10.1002/hon.2437_6

43. Summary basis for regulatory action — YESCARTA. FDA; 2017. Available from: https://www.fda.gov/downloads/BiologicsBloodVaccines/CellularGeneTherapyProducts/ApprovedProducts/UCM584335.pdf

44. Package insert — YESCARTA. FDA. Available from: https://www.fda.gov/downloads/BiologicsBloodVaccines/CellularGeneTherapyProducts/ApprovedProducts/UCM581226.pdf

45. Neelapu SS, Locke FL, Bartlett NL, Lekakis LJ, Miklos DB, Jacobson CA, et al. Axicabtagene ciloleucel CAR T-cell therapy in refractory large B-cell lymphoma. N Engl J Med. 2017;377(26):2531–44. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1707447

46. Wilkins O, Keeler AM, Flotte TR. CAR T-сell therapy: progress and prospects. Hum Gene Ther Methods. 2017;28(2):61–6. https://doi.org/10.1089/hgtb.2016.153

47. Zhou X, Di Stasi A, Tey S-K, Krance RA, Martinez C, Leung KS, et al. Long-term outcome and immune reconstitution after haploidentical stem cell transplant in recipients of allodepleted-T-cells expressing the inducible Caspase-9 safety transgene. Blood. 2014;123(25):3895–905. https://doi.org/10.1182/blood-2014-01-551671.


Для цитирования:


Горяев А.А., Савкина М.В., Мефед К.М., Бондарев В.П., Меркулов В.А., Тарасов В.В. Редактирование генома и биомедицинские клеточные продукты: современное состояние, безопасность и эффективность. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2018;18(3):140-149. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2018-18-3-140-149

For citation:


Goryaev A.A., Savkina M.V., Mefed K.M., Bondarev V.P., Merkulov V.A., Tarasov V.V. Genome-Editing and Biomedical Cell Products: Current State, Safety and Efficacy. BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment. 2018;18(3):140-149. (In Russ.) https://doi.org/10.30895/2221-996X-2018-18-3-140-149

Просмотров: 156


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2221-996X (Print)
ISSN 2619-1156 (Online)