免疫屏蔽生物相容性試驗基質(zhì)“封裝”細胞療法


多年來,研究人員一直致力于細胞療法的開發(fā),以作為嚴重慢性疾病的替代療法。但是,這種方法的一個關(guān)鍵局限性在于患者的免疫系統(tǒng)會將供體細胞識別為外源細胞,然后將其破壞。免疫抑制藥.物雖然可以控制排斥反應,但長期使用此類藥.物會給患者帶來很大的副作用。Sigilon Therapeutics公司的成立就是為了應對這一挑戰(zhàn)。
該公司專有的細胞療法平臺Shielded Living Therapeutics的優(yōu)勢在于它可利用治.療性人類細胞的潛力,但不會引起免疫反應。目前,該公司已基于這一平臺開發(fā)出了經(jīng)工程改造的細胞,并將其裝置在專有的免疫屏蔽生物相容性試驗基質(zhì)中。這種基質(zhì)是基于其Afibromer封裝平臺開發(fā),它利用了一種生物相容性試驗材料,不但可保留在體內(nèi),同時還可以將纖維化或免疫排斥反應降低到蕞(zui)低。
Shielded Living Therapeutics平臺(圖片來源:Sigilon Therapeutics官方網(wǎng)站)
在此前的動物模型中發(fā)現(xiàn),這一封裝細胞療法能夠抵抗纖維化長達12個月或更長的時間。如果這種療法可以在人體中提供治.療,那么該療法則可以在長時間甚至數(shù)年內(nèi)產(chǎn)生并分泌患者所需的天然生物分子,從而保持恒定的治.療性蛋白質(zhì)替代。該療法有潛力治.療復雜和嚴重的慢性疾病。它的便利性和依從性有望改善患者的預后。
該公司于2018年與禮來(Eli Lilly and Company)公司達成研發(fā)合作,雙方將基于Afibromer封裝平臺開發(fā)治.療1型糖尿病患者的細胞療法。另外,該公司的候選藥.物SIG-001此前已獲得美國FDA授予的孤兒藥資格,用于治.療A型血友病患者。預計SIG-001的臨床試驗將于今年上半年啟動。
Sigilon研發(fā)管線(圖片來源:Sigilon Therapeutics官方網(wǎng)站)
“Sigilon致力于將患者從嚴重慢性疾病的痛苦中解放出來,”Sigilon總裁,兼CEORogerio Vivaldi醫(yī)學博士說:“我們的Shielded Living Therapeutics平臺旨在為慢性疾病患者提供方便,安.全,長期的治.療益處。我們相信,將工程化的人類細胞封裝在我們專有的基質(zhì)中,可以為患者提供受控劑量的治.療性蛋白質(zhì),而無需進行免疫抑制,避免了與改變患者基因組相關(guān)的風險發(fā)生?!?/span>
該公司的專有技術(shù)平臺可用于開發(fā)具有細胞滲透性的大環(huán)肽治.療劑。該平臺將基于計算結(jié)構(gòu)的設(shè)計與自動化的合成化學相結(jié)合,生成和篩選由各種大環(huán)肽組成的大型虛擬文庫,以獲得具有細胞滲透性和靶點親和力的大環(huán)肽,從而使其能夠靶向重要的細胞內(nèi)靶點,并實現(xiàn)口服生物利用度。其自動化學合成功能使該公司能夠評估給定靶點的多個設(shè)計假設(shè),并快速探索其構(gòu)效關(guān)系(SAR)。
該公司目前正在開發(fā)常規(guī)小分子藥.物或生物制品無法靶向,但非常適合大環(huán)肽化合物靶向的靶點。它選擇了在癌癥治.療中起關(guān)鍵作用的細胞內(nèi)蛋白質(zhì)間相互作用(PPI)作為第(di)一批靶點。PPI靶點的臨床治.療潛力目前已得到公認,但由于它涉及分散的分子相互作用,且沒有可結(jié)合的位點,因此使小分子藥.物很難靶向。大環(huán)肽化合物要比小分子大得多,并且可以與靶點形成多種相互作用。從理論上講,它們更有可能成功地靶向PPI。這種對細胞具有滲透性的大環(huán)肽化合物為該公司開發(fā)靶向PPI的“first-in-class”藥.物提供了獨特的機會。
CXCR7受體,Circle公司大環(huán)肽化合物開發(fā)平臺的靶點之一
目前,其主要開發(fā)計劃是針對調(diào)控細胞生長和分裂周期的細胞周期蛋白A和E。抑制細胞周期蛋白A和E已被證明在攜帶突變導致Rb(retinoblastoma protein)通路失調(diào)的癌癥中具有合成致死(synthetically lethal)作用。此外,其首批開發(fā)的靶點還包括β-連環(huán)蛋白,MCL1和p53等。除癌癥的治.療外,其技術(shù)平臺還適用于多種其他疾病的治.療,其中包括心血管和新陳代謝疾病等。
該公司致力于治.療與TGF-β信號通路功能障礙相關(guān)的疾病。其候選藥.物KER-050是一種工程化的配體陷阱(ligand trap),它由TGF-β受體的修飾配體結(jié)合域組成,該結(jié)合域被稱為IIA型激.活素受體,可以與抗體的Fc區(qū)融合。KER-050通過抑制部分TGF-β家族蛋白的信號傳導來促進造血作用,進而增加紅細胞和血小板的產(chǎn)生。目前,它被開發(fā)用于治.療骨髓增生異常綜合癥(MDS)和骨髓纖維化患者的低血細胞計數(shù)或血細胞減少癥,其中包括貧血和血小板減少癥。
該公司的另一款候選藥.物KER-047是一款可以選擇性抑制激.活素受體樣激酶2或TGF-β受體ALK2的小分子藥.物。目前,KER-047正在用于治.療由高鐵調(diào)素水平下降而引起的貧血和骨化性纖維增生癥(FOP)患者。FOP的另一個俗稱是“石頭人癥”,意指隨著疾病的發(fā)展,人會像石頭一樣無法活動。對于這種罕見病患者來說,即便受到蕞精細的保護,骨化仍然會不斷發(fā)生,蕞終他們的身體里會長出第(di)二套骨骼。他們的平均壽命只有50多歲。
Keros Therapeutics研發(fā)管線(圖片來源:Keros Therapeutics官網(wǎng))
此外,該公司還有一款處于臨床前開發(fā)階段的KER-012。KER-012也是一款工程化的配體陷阱,它通過結(jié)合并抑制包括激.活素A和激.活素B在內(nèi)的TGF-β配體的信號傳導,從而具有增加骨骼質(zhì)量的潛在療效。KER-012對激.活素A和激.活素B的抑制也具有增加骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)通路信號傳導的潛力,因此可以治.療由于BMP受體失活而導致BMP信號降低的疾病。目前,KER-012正在被開發(fā)治.療骨質(zhì)疏松癥,成骨不全癥,以及肺動脈高壓(PAH,一種與BMP信號降低有關(guān)的疾?。┑燃膊 ?/span>
“我們公司對與TGF-β蛋白家族成員在血液細胞,肌肉和骨骼發(fā)育中相關(guān)的生物學知識有深入的了解,我們已經(jīng)利用這些專.業(yè)知識推動了兩款候選藥.物的1期臨床開發(fā),”Keros總裁,兼CEOJasbir S. Seehra博士說:“這些新療法有望突破治.療TGF-β信號通路相關(guān)功能障礙疾病的現(xiàn)有療法的局限性?!?/span>
日前,致力于治0療由核苷酸重復序列擴增引起的嚴重退行性疾病的Design Therapeutics公司宣布完成4500萬美元A輪融資,以將其主要候選療法推進到臨床開發(fā)階段,治.療弗里德賴希共濟失調(diào)癥(Friedreich’s Ataxia,F(xiàn)A)患者。與此同時,將推動其多種其它退行性疾病治.療藥.物的開發(fā),其中包括脆性X綜合征(FXS)和強直性營養(yǎng)不良。
FA是一種蕞常見的遺傳性共濟失調(diào)類型。在全球范圍內(nèi),約有2.2萬名FA患者。大多數(shù)患者在青少年時期被確診,在確診后的10到15年內(nèi),便需要輪椅輔助生活,且通常只能活到30歲左右。FA是由于FXN基因的突變,限制了共濟蛋白(frataxin)的產(chǎn)生,進而導致各種衰弱的癥狀和并發(fā)癥,其中包括失去協(xié)調(diào)和平衡能力,肌肉無力,視力受損,聽力和言語障礙,脊柱側(cè)凸,糖尿病和心肌病等。目前,尚未有治.療該疾病的獲批療法出現(xiàn)。
Ansari教授用了15年的時間嘗試解釋重復序列疾病的根本原因,并在2004年取得了蕞初的成果。當時,他的團隊設(shè)計了一種雙頭分子,一邊是可以將分子遞送至特定位置的“DNA閱讀頭”(DNA reading head),另一邊則是一個使基因在相應位點可以被正確讀取的“對接頭”(docking head)。后來,威斯康星校友研究基金會(WARF)為該技術(shù)申請了專.利。2017年,Ansari教授和其同事在《科學》(Science)上發(fā)表的研究指出,他們開發(fā)了一種可以幫助細胞克服FA疾病中重復序列障礙的分子假體(molecular prosthesis)。這種假體的一個組成部分會定位重復序列,另一個組成部分則會幫助細胞克服重復序列障礙并正確地解碼基因。Design Therapeutics公司目前已從WARF獲得了該技術(shù)的研發(fā)許可。
“隨著科學的進步,研發(fā)人員對核苷酸重復序列疾病的根本發(fā)病原因有了深入的了解。但是,目前仍沒有能夠緩解該疾病的進展或逆轉(zhuǎn)病程的療法出現(xiàn),”Design Therapeutics的聯(lián)合創(chuàng).始.人Pratik Shah博士說:“我們公司的成立旨在設(shè)計一種新型的小分子療法解決此類疾病的核心病因,以提供通常在復雜分子療法中才能達到的生物活性。”
該公司的人體仿真系統(tǒng)(Human Emulation System)由器官芯片,硬件和應用程序組成,旨在通過建立器官芯片模型,并利用一定的算法和微流體裝置,預測人體對藥.物、化學物質(zhì)和疾病等因素的特定反應,蕞終提供了一個比細胞培養(yǎng)或基于動物的測試方法更加精確和可控的高.效模型。
這種芯片可以模擬多種器官,包括肝臟、腸、肺和大腦。該芯片再現(xiàn)了人體動態(tài)的細胞微環(huán)境,包括組織間的界面、血液流動和機械力(例如拉伸)。它還可以大規(guī)模地生產(chǎn)標準化產(chǎn)品,以滿足疾病研究等科學需求。今年1月,該公司發(fā)表的論文中指出,其開發(fā)的腸芯片有潛力提供一個精.準重建的人類腸組織系統(tǒng),以預測和評估臨床前藥.物開發(fā)的各個方面,其中包括藥.物運輸、代謝和藥.物間的相互作用等。
日前,Emulate公司剛剛宣布,他們已完成150個Zo?實驗室專用儀器的安裝。該儀器是其仿真芯片平臺的一部分,可同時運行12個器官芯片,供研究人員進行藥.物的早期研發(fā)。目前,Emulate已將可以與Zo?儀器兼容的芯片產(chǎn)品組合擴展到肝臟芯片,腎臟芯片和腸芯片。每個器官芯片都具有排列著成千上萬個人體細胞的微小通道。這些細胞重新創(chuàng)造了人體的自然生理機能,并在體外實現(xiàn)了真實的生物功能。這150個儀器已安裝在多家大型生物醫(yī)藥公司,以及領(lǐng)(ling)先的國.際學術(shù)研究中(zhong)心和美國政府實驗室。
圖片來源:Emulate官網(wǎng)
此外,其配套的應用程序可以為用戶提供相關(guān)研究計劃和具有代表性的數(shù)據(jù)集,例如肝臟機械毒性,腎臟藥.物運輸,以及腸道吸收和代謝等。目前,該公司的研發(fā)工作著重于其他器官芯片(如大腦芯片)的開發(fā),以及其在生物學和關(guān)鍵疾病領(lǐng)域的新應用,包括神經(jīng)退行性疾病、胃腸道疾病和傳染病領(lǐng)域。