Στοχευμένο Γονιδίωμα
Παράδοση Συντάκτη
Πρόκληση

Η ανακάλυψη της τεχνολογίας επεξεργασίας γονιδιώματος CRISPR έχει ενισχύσει σημαντικά τη δυνατότητα θεραπείας ασθενειών. Ωστόσο, η παροχή στοιχείων επεξεργασίας γονιδιώματος, με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα, έχει αποδειχθεί πρόκληση. Η τρέχουσα έλλειψη ειδικής δυνατότητας προγραμματισμού είναι ένας βασικός περιοριστικός παράγοντας για την επιτυχή κλιμάκωση αυτής της τεχνολογίας. Μια ποικιλία προσεγγίσεων χορήγησης, συμπεριλαμβανομένων, αλλά χωρίς περιορισμό, αυτών που ακολουθούν, θα μπορούσαν ενδεχομένως να ανταποκριθούν στην ανάγκη στόχευσης ιστών και/ή κυττάρων για την προώθηση αυτών των τεχνολογιών στην κλινική. Μέχρι σήμερα, τα νανοσωματίδια λιπιδίων (LNPs) είναι τα πιο καλά μελετημένα μη ιικά στοχευμένα συστήματα παροχής. Είναι εξειδικευμένα για την ενθυλάκωση νουκλεϊκών οξέων και μπορούν να τροποποιηθούν με συνδέτες για τη βελτίωση της εξειδίκευσης χορήγησης. Σε σύγκριση με άλλα συνθετικά πολυμερή νανοσωματίδια, τα LNPs έχουν καλύτερη βιοσυμβατότητα και χαμηλότερα επίπεδα τοξικότητας. Επί του παρόντος, το ήπαρ είναι το πιο αποτελεσματικά στοχευμένο όργανο για θεραπευτικές αγωγές με βάση το LNP. Ωστόσο, λόγω της χαμηλής αποτελεσματικότητας παροχής στα πρωτεύοντα κύτταρα και σε πειράματα σε ζώα in vivo, η αποτελεσματικότητα επεξεργασίας των LNPs δεν έχει ακόμη καλύψει τις κλινικές απαιτήσεις σε εξωηπατικούς ιστούς. Μετά τα LNP, τα νανοσωματίδια που βασίζονται σε πολυμερή (PNP) είναι τα πιο χρησιμοποιούμενα οχήματα παράδοσης. Τα PNP προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα LNP, καθώς είναι πιο εύκολο να κατασκευαστούν, μπορούν να μεταβληθούν εύκολα και έχουν βελτιωμένο χρόνο κυκλοφορίας. Τα ανόργανα νανοσωματίδια κερδίζουν επίσης δημοτικότητα ως όχημα για μηχανήματα που βασίζονται στο CRISPR λόγω της ικανότητάς τους να τροποποιούνται και της αποτελεσματικότητάς τους ως φορέας για νουκλεϊκά οξέα και μικρά μόρια. Άλλα βιο-εμπνευσμένα οχήματα χορήγησης, όπως εξωσώματα, λιποσωμικά συστήματα χορήγησης φαρμάκων, φορείς αντισωμάτων/πρωτεϊνών, σωματίδια που μοιάζουν με ιούς όπως βακτηριοφάγοι και νανορομπότ, έχουν δείξει δυνατότητες, αλλά έχουν παραμείνει σε μεγάλο βαθμό ανεκμετάλλευτα στο πεδίο παράδοσης του επεξεργαστή γονιδιώματος.

Κριτήρια Λύσης

Οι λύσεις πρέπει να αφορούν ένα εξαιρετικά αποτελεσματικό και προγραμματιζόμενο σύστημα για την παροχή μηχανημάτων επεξεργασίας γονιδιώματος, που μπορεί να στοχεύει συγκεκριμένους ιστούς (κύτταρα, τύπους και/ή όργανα). Τα διαλύματα πρέπει να μπορούν να προγραμματιστούν ώστε να χορηγούνται σε, τουλάχιστον, τρία διαφορετικά κύτταρα, τύπους ιστών ή/και όργανα, και με δυνατότητα παράδοσης και επεξεργασίας που είναι τουλάχιστον εξίσου αποτελεσματική με την τρέχουσα κατάσταση της τέχνης. Μια βέλτιστη λύση θα ήταν απλή στην κατασκευή, χαμηλού κόστους, επεκτάσιμη και με λογικό προφίλ ασφάλειας. Οι λύσεις που προτείνουν ιούς και συστήματα ή σωματίδια παρόμοια με τους ιούς πρέπει να βασίζονται στο πεδίο, και να πληρούν τα κριτήρια που αποδεικνύουν την πλήρη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το σύστημα χορήγησης μπορεί να τροποποιηθεί έτσι ώστε να είναι προγραμματιζόμενο και να μπορεί να στοχεύει μια ποικιλία διαφορετικών στόχων ιστών (κύτταρα, τύποι, και/ή όργανα). Η λύση θα κριθεί από το κατά πόσο ικανοποιεί τα κριτήρια.

Προγραμματιζόμενες λύσεις που στοχεύουν μόνο στόχους του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) θα πρέπει να υποβάλλονται στην Περιοχή Στόχο 2. Λύσεις που πληρούν τις απαιτήσεις για την Περιοχή Στόχο 2, αλλά μπορούν επίσης να προγραμματιστούν για να στοχεύουν ένα μη εγκεφαλικό όργανο μπορούν να υποβληθούν προς εξέταση και στις δύο περιοχές στόχους, αν και μια μεμονωμένη ομάδα ή/και οντότητα με μια ενιαία λύση που πληροί τις απαιτήσεις και των δύο Περιοχών Στόχων είναι επιλέξιμες για ένα μόνο βραβείο. Μια ομάδα ή/και μια οντότητα μπορεί να είναι επιλέξιμες για πολλαπλά βραβεία για πολλαπλές λύσεις που υποβάλλονται σε μία ή και στις δύο περιοχές-στόχους, εφόσον οι λύσεις είναι ποιοτικά διαφορετικές.

Για να είσαι υψηλά ανταγωνιστικός σε αυτή την Πρόκληση, οι λύσεις πρέπει:

Οι λύσεις πρέπει:

Επιπλέον, οι λύσεις μπορούν:

Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός (BBB) ​​αποτελείται από ενδοθηλιακά κύτταρα στην αγγείωση του εγκεφάλου, καθώς και από εξειδικευμένα νευρογλοιακά κύτταρα (αστροκύτταρα) που περιβάλλουν τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου. Το BBB εμποδίζει τις ανεπιθύμητες ουσίες να εισέλθουν στο εξωκυττάριο υγρό του κεντρικού νευρικού συστήματος. Δεδομένης της ζωτικής σημασίας της λειτουργίας του εγκεφάλου, είναι επιτακτική ανάγκη η εισροή και εκροή βιολογικών ουσιών να ελέγχεται προσεκτικά για την κατάλληλη λειτουργία του κεντρικού νευρικού συστήματος. Μια πρακτική συνέπεια του BBB είναι ότι εμποδίζει επίσης την πρόσληψη πολλών φαρμακευτικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνών και των νουκλεϊκών οξέων. Αυτό εμποδίζει την ανάπτυξη θεραπειών για ασθένειες που σχετίζονται με τον εγκέφαλο. Ως εκ τούτου, μια αποτελεσματική τεχνολογία για την παροχή μηχανημάτων επεξεργασίας γονιδιώματος κατά μήκος του αιματοεγκεφαλικού φραγμού σε ένα σημαντικό ποσοστό κλινικά σχετικών τύπων εγκεφαλικών κυττάρων θα είχε ευρείες επιπτώσεις στη θεραπεία πολλών νευρογενετικών ασθενειών.

Κριτήρια Λύσης

Οι λύσεις στην Περιοχή Στόχο 2 πρέπει να είναι εξαιρετικά αποτελεσματικά, μη ιικά συστήματα χορήγησης ικανά να διασχίζουν το BBB για να παρέχουν μηχανήματα επεξεργασίας γονιδιώματος σε σημαντικό ποσοστό, κλινικά σχετικών, τύπων κυττάρων στον εγκέφαλο.

Για να είσαι υψηλά ανταγωνιστικός σε αυτή την Πρόκληση, οι λύσεις πρέπει:

Οι λύσεις πρέπει να διαθέτουν επίσης και αυτά τα επιθυμητά χαρακτηριστικά: