Moonwalk Biosciences در اوایل سال جاری راه اندازی شد و bash ویرایش اپی ژنوم را از کار انداخت. بنابراین جای تعجب نیست که نام این شرکت از ماجراجویی‌های نیل آرمسترانگ و باز آلدرین در ماه الهام گرفته نشده است، بلکه از یک حرکت رقص دهه 1980 که محبوبیت یافت و با مایکل جکسون مرتبط شد – که ابداع سرخوردن را اختراع نکرد، الهام گرفته شده است.
الکس آراوانیس، MD، PhD، مدیر عامل و یکی از بنیانگذاران Moonwalk Biosciences می گوید: «ارتباط با علم این است که وقتی به اپی ژنوم فکر می کنیم، به تغییرات در طول زمان و بیماری فکر می کنیم. اپی ژنوم یک سلول سالم تر و جوان تر اغلب به ما می گوید که چگونه می خواهیم آن را اصلاح کنیم. مفهوم رقص این است که گاهی برای حرکت به جلو، باید به عقب حرکت کرد. این همان قیاس با اپی ژنوم است – که در واقع باید به گذشته به سمت ژنومی برگردید که در وضعیت سالم‌تر و جوان‌تری قرار دارد.
در ASGCT امسال، آراوانیس گفت که تیم Moonwalk هیجان‌زده است تا نشان دهد که چگونه قصد دارند این رقص را در پشت داده‌ها برای دو مؤلفه اصلی پلتفرم خود انجام دهند: فناوری‌های EpiRead و EpiWrite.
یادگیری خواندن…
اینکه بگوییم آراوانیس کمی تجربه در “خواندن” ژنوم دارد، دست کم گرفته شده است. پیش از این، به عنوان مدیر ارشد فناوری Illumina، SVP، و رئیس تحقیق و توسعه محصول، آراوانیس راه اندازی محصولات پیشرو در صنعت توالی یابی نسل بعدی برای تحقیقات مبتنی بر ژنومیک و کاربردهای بالینی، از جمله توالی یابی کل ژنوم، پروفایل ژنومی جامع را رهبری کرد. سرطان، COVID-Seq و پیشرفته ترین ابزارهای هوش مصنوعی برای تفسیر اطلاعات ژنومی.
بنابراین، وقتی آراوانیس می‌گوید که Moonwalk داده‌های مربوط به نقشه‌های اپی ژنتیکی سلول‌های T و نقشه‌های متیلاسیون خاصی را نشان می‌دهد که به اعتقاد او «نخستین نقشه‌های متیلاسیون کامل زیر مجموعه‌های اصلی سلول‌های T» هستند، احتمال زیادی وجود دارد که چیزی برای این ادعا وجود داشته باشد.
آراوانیس گفت: «من فکر می‌کنم یک تفاوت بزرگ برای Moonwalk این است که ما توانایی‌های خارق‌العاده‌ای در اطراف متیلوم انسانی داریم، آن را تفسیر می‌کنیم و پیش‌بینی می‌کنیم که کدام سایت‌ها را اصلاح کنیم، هم برای اهداف شناخته شده و هم برای کشف اهداف جدید.» ما در حال حاضر واقعاً متیلوم را باز می کنیم تا آن و تمام جزئیات آن را ببینیم، و سپس از نظر اهدافی برای اصلاح این سلول ها به آن نگاه می کنیم – چه چیزی باعث بیولوژیکی می شود و کجا می توانیم وارد شویم و برای تغییر فنوتیپ مداخله کنیم. ”
به گفته آراوانیس، تاکنون هیچ داده متیلوم تک سلولی وجود نداشت و اکثریت قریب به اتفاق سایت‌های CpG هنوز مشخص نشده بودند. Moonwalk به طور خاص سنجشی را برای شناسایی متیلوم تک سلولی در سطح ژنوم توسعه داده است. آراوانیس ادعا می کند که برای اولین بار، آنها می توانند تمام 28 میلیون سایت CpG را به طور منسجم ارزیابی کنند.
آراوانیس می‌گوید: «شاید کسی آرایه‌ای را انتخاب کرده باشد – و من اکثر نسخه‌های مدرن آنها را توسعه داده‌ام – اینها اغلب فقط یک یا دو درصد از متیلوم هستند. «شاید چند صد هزار یا یک میلیون باشد، اما باز هم درصد بسیار کمی از کل سایت‌های متیلاسیون. در مجموع، احتمالاً بیش از 95 درصد داده‌های (EpiWrite) کاملاً جدید هستند فقط به این دلیل که در زیر مجموعه انجام نشده است. این هرگز در اکثر سایت‌های متیلون انسانی انجام نشده است، و مطمئناً با وضوح تک سلولی انجام نشده است.
… و نوشتن
Moonwalk همچنین نشان می‌دهد که چگونه فناوری ویرایش اپی ژنتیک آنها، EpiWrite، زمانی که هفت ویرایش همزمان اپی ژنوم چندگانه روی سلول‌های اولیه انسان اعمال می‌شود، کار می‌کند، که در نتیجه بیش از 85 درصد سلول‌ها هر هفت ویرایش را دارند که یک پیشرفت در مهندسی اپی ژنتیک است.
آراوانیس گفت که Moonwalk مورد توجه بسیاری از شرکت های دارویی مختلف قرار گرفته است زیرا راه حل هایی برای مسیرهای بیوشیمیایی شامل چندین ژن ارائه می دهد. به عنوان مثال، در حالی که اهداف فردی وجود دارد که می‌توانید اندازه‌های افکت بزرگ را دریافت کنید، مسیرهایی وجود دارد که ویرایش اپی ژنوم چندگانه می‌تواند برای کاهش فعالیت چندین ژن مفید باشد. آراوانیس استدلال می‌کند که با رویکردهای سنتی‌تر CRISPR، مانند نوکلئازها یا ویرایش پایه، نگرانی‌های جدی در هنگام مالتی پلکس کردن در مورد آسیب تجمعی که انجام می‌دهید وجود دارد – به اصطلاح سمیت ژنومی.
آراوانیس گفت: «هر بار که DNA را برش می‌دهید، درج‌ها، حذف‌ها و جابه‌جایی‌ها را معرفی می‌کنید. حتی نسخه‌های ملایم‌تر آن هنوز آسیب می‌زنند، و با انجام بیشتر و بیشتر آن، کامپایل می‌شود. در حالی که، چون اساساً به DNA آسیب نمی‌رسانیم، به نظر می‌رسد که ظرفیت بسیار بالاتری برای مالتی‌پلکس کردن داریم. ما در واقع به سمت دو رقمی پیش می رویم، و فکر می کنیم به آنجا خواهیم رسید. این توانایی ایجاد بسیاری از تغییرات را در یک حرکت باز می‌کند، زیرا ما DNA را برش نمی‌دهیم.
این به ویژه هنگامی مفید است که به داروهایی مانند درمان های پیچیده سلول T فکر کنید، که در آن سه یا چهار ژن در حال تغییر هستند. آراوانیس گفت که استفاده از روش‌های نوکلئاز سنتی CRISPR در محیط‌های تولیدی برای ساخت درمان‌هایی مانند سلول‌های CAR T بسیار سخت است، زیرا این روش‌ها باید بارها و بارها ویرایش و گسترش یابند که می‌تواند باعث آسیب ژنوتوکسیک شود.
آراوانیس، که پذیرفت که آنها تنها کسانی نیستند که این را نشان می دهند، گفت: «داده هایی که ما هنوز به اشتراک نگذاشته ایم، دوام و وراثت پذیری این تغییرات را نشان می دهد. در واقع، داده های کافی از شرکت های خصوصی مانند تون درمانی و دانشگاهیان نشان می‌دهند که وقتی این تغییرات را در متیلوم انجام می‌دهید، دوام می‌آورند، به این معنی که سلول وقتی تحت میتوز قرار می‌گیرد، آنها را معکوس نمی‌کند.
فراتر از متیلاسیون DNA
در حالی که متیلاسیون DNA یک جزء کلیدی است که Moonwalk در تلاش برای درک و دستکاری آن است، آراوانیس اظهار داشت که این شرکت در حال توسعه فناوری هایی برای سایر تغییرات اپی ژنومیک مانند هیستون ها است. این امر به ویژه در هنگام تلاش برای فعال کردن ژن‌های درون‌زا که ممکن است بیان خاص بافتی داشته باشند یا با سن یا بیماری سرکوب شده‌اند، مهم است. ابزارهای خوب زیادی در جعبه ابزار فارماکولوژی یا ویرایش ژن برای فعال کردن یک ژن درون زا به روشی طولانی مدت و ایمن وجود ندارد، جایی که آراوانیس معتقد است مهندسی اپی ژنوم بسیار نویدبخش است، زیرا راه های متعددی وجود دارد که ژن ها به صورت اپی ژنتیکی تنظیم می شوند. .
آراوانیس گفت: “ما توانسته ایم ژن ها را فعال کنیم و فکر می کنیم که این یک قابلیت واقعا امیدوارکننده است.” برخی از اهداف درمانی که ما در حال بررسی آنها بودیم نیاز به فعال سازی ژن دارند. در واقع برخی از مسیرهای زیست شناسی و بیماری بسیار شناخته شده وجود دارد، اما هیچ کس به خودی خود سعی نکرده است که آنها را دارو کند زیرا به فعال سازی ژن نیاز دارند، در حالی که به طور کلی مردم به دنبال چیزهایی هستند که می توانید چیزی را مهار کنید یا چیزی را بشکنید.
Aravanis هیچ اطلاعات یا به روز رسانی در مورد برنامه های دارویی ارائه نکرد و گفت که آنها هنوز چیزی برای به اشتراک گذاشتن ندارند اما امیدوارند که در اواخر سال یا اوایل سال 2025 این کار را انجام دهند.