細胞充滿潛力,幾乎每個人類細胞都包含成為任何其他型別細胞所需的遺傳資訊。例如,面板細胞與肌肉細胞或腦神經元具有相同的基因,但在每種型別的細胞中,只有其中一些基因被開啟,而其他基因則保持沉默。
這就像 “相同的食材做出不同的飯菜”,如果我們瞭解每種型別細胞背後的 “配方”,那麼理論上我們可以使用這些資訊來設計人體中的每種細胞型別。
這就是 Mark Kotter’s 的目標。Mark Kotter 博士是 Bit Bio 的執行長兼聯合創始人,劍橋大學的幹細胞生物學家和神經外科醫生,同時他也是 iPSC 分化技術 opti-ox的開發者。Bit Bio 成立於 2016 年,是一家總部位於英國劍橋的生物技術公司,主要分化人體細胞和構建組織模型。
該公司希望透過定向分化人體細胞來徹底改變臨床研究和藥物發現。核心團隊包括臨床階段細胞治療公司 Tessa Therapeutics 前首席財務官兼戰略合作伙伴主管 Florian Schuster,阿斯利康前免疫腫瘤學臨床開發副總裁 Ramy Ibrahim 等等。
其核心技術 opti-ox 是一種基於雙 GSH(基因組安全港位點) 靶向 Tet-ON 控制的基因編輯方法,可以在 hPSC 中誘導基因均勻、可控和極高地表達,透過強制表達轉錄因子,可以直接轉化人類多能幹細胞 (hPSC) ,為分化成熟人類細胞型別提供了一種快速和確定性的程式設計方法。
圖丨 Bit Bio 團隊成員(來源:Bit Bio 官網)
“每種細胞型別都有自己的小程式或編碼 —— 即定義它的轉錄因子”,Kotter 說。透過將正確的程式插入幹細胞,研究人員可以啟用編碼這些轉錄因子的基因,並將幹細胞轉變為特定型別的成熟細胞。不過,細胞的反擊常常使這些基因沉默,阻止轉錄因子的產生。
Kotter 的解決方案是將這個程式插入基因組的一個區域,該區域可以防止基因沉默,Kotter 稱之為 “基因安全港”。
圖丨 opti-ox 技術(來源:Stem Cell Reports. 2017 Apr 11; 8 (4): 803–812.)
Bit Bio 目前出售兩種不同的細胞系:肌肉細胞和神經元細胞,但其計劃是建立更多用於製藥行業和學術研究的定製細胞系。“我們現在與合作伙伴所做的事情是,進行一些與疾病相關的基因修飾,”Kotter 表示。他將這種方法比作在計算機上執行軟體,透過在細胞基因組中插入正確的程式碼位,控制細胞的行為。
“這意味著我們現在可以執行程式,重新程式設計人類細胞。” 他補充道。細胞重程式設計技術也可以超越模型細胞系,幫助開發全新的治療方法,如細胞療法。
現階段,上市的細胞療法均為自體療法,時間較長且價格比較昂貴。公開資料顯示,國內上市的兩款 CAR-T 細胞療法掛網價格約為 120 萬元。
Bit Bio 的首席醫療官 Ramy Ibrahim 表示,公司的技術可以幫助降低細胞療法的成本,並使大規模製造免疫細胞變得更容易。“我們現在可以編輯大量正確的細胞型別,這將具有變革性意義。