Tantangan
Pengiriman Rekayasa
Genetika Tertarget

Penemuan teknologi rekayasa genom CRISPR telah sangat meningkatkan potensi untuk mengobati penyakit. Namun, mengirimkan komponen rekayasa genom dengan aman dan efektif terbukti menantang. Kurangnya programabilitas spesifik saat ini merupakan faktor pembatas utama untuk berhasil meningkatkan teknologi ini. Berbagai pendekatan pengiriman, termasuk namun tidak terbatas pada yang di bawah ini, berpotensi memenuhi kebutuhan untuk menargetkan jaringan dan/atau sel untuk memajukan teknologi ini ke dalam klinik. Sampai saat ini, nanopartikel lipid (LNP) adalah sistem pengiriman bertarget non-virus yang paling banyak dipelajari. Mereka khusus untuk mengenkapsulasi asam nukleat dan dapat diubah dengan ligan untuk meningkatkan spesifisitas pengiriman. Dibandingkan dengan nanopartikel polimer sintetik lainnya, LNP memiliki biokompatibilitas yang lebih baik dan tingkat toksisitas yang lebih rendah. Saat ini, hati adalah organ sasaran yang paling efisien untuk terapi berbasis LNP. Namun, karena efisiensi pengiriman yang rendah ke sel primer dan percobaan hewan in vivo, efisiensi rekayasa LNP belum memenuhi persyaratan klinis di jaringan ekstra-hati. Setelah LNP, nanopartikel berbasis polimer (PNP) adalah kendaraan pengiriman yang paling banyak digunakan. PNP menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan LNP karena lebih mudah dibuat, dapat divariasikan dengan mudah, dan memiliki waktu sirkulasi yang lebih baik. Nanopartikel anorganik juga mendapatkan popularitas sebagai kendaraan untuk peralatan berbasis CRISPR karena kemampuannya untuk dimodifikasi dan kemanjurannya sebagai pembawa asam nukleat dan molekul kecil. Kendaraan pengiriman yang diilhami bio lainnya seperti eksosom, sistem pengiriman obat liposom, pembawa antibodi / protein, partikel mirip virus seperti bakteriofag dan nanobot telah menunjukkan potensi tetapi sebagian besar masih kurang dimanfaatkan dalam bidang pengiriman rekayasa genom.

Persyaratan Solusi

Solusi harus berupa sistem pengiriman yang sangat efisien dan dapat diprogram untuk menghasilkan mesin rekayasa genom yang dapat menargetkan jaringan tertentu (sel, jenis, dan/atau organ). Solusi harus dapat diprogram untuk dikirimkan ke setidaknya tiga sel, jenis jaringan, dan/atau organ yang berbeda serta dengan kemampuan pengiriman dan rekayasa yang setidaknya seefisien teknologi terkini. Solusi yang optimal adalah yang pembuatannya mudah, berbiaya murah, terukur, dan memiliki profil keamanan yang masuk akal. Solusi yang mengusulkan bentuk virus dan sistem atau partikel mirip virus harus dikembangkan di lapangan dan memenuhi kriteria yang menunjukkan pemahaman penuh tentang bagaimana sistem pengiriman dapat dimodifikasi sehingga dapat diprogram dan dapat menargetkan berbagai target jaringan yang berbeda (sel, jenis, dan/atau organ). Solusinya akan dinilai berdasarkan seberapa jauh bisa memenuhi kriteria.

Solusi yang dapat diprogram yang hanya menargetkan sistem saraf pusat (SSP) harus diajukan di Area Target 2. Solusi yang memenuhi persyaratan untuk Area Target 2 namun juga dapat diprogram untuk menargetkan organ non-otak dapat diajukan untuk dipertimbangkan di kedua Area Target, meskipun satu tim dan/atau entitas dengan satu solusi yang memenuhi persyaratan kedua Area Target hanya berhak mendapatkan satu hadiah. Sebuah tim dan/atau entitas mungkin memenuhi syarat untuk mendapatkan beberapa hadiah untuk beberapa solusi yang dikirimkan ke salah satu atau kedua Area Target, selama solusi tersebut berbeda secara kualitatif.

Untuk bisa bersaing ketat di Tantangan ini, solusi harus:

Solusi harus:

Tambahan, solusi boleh:

Selaput darah-otak (BBB) terdiri dari sel endotel di pembuluh darah otak, serta sel glial khusus (astrosit) yang mengelilingi pembuluh darah di otak. BBB mencegah zat yang tidak diinginkan masuk ke dalam cairan ekstraseluler dari sistem saraf pusat. Mengingat pentingnya fungsi otak, sangat penting bahwa masuk dan keluarnya zat biologis dikendalikan dengan hati-hati sistem saraf pusat tetap berfungsi. Salah satu konsekuensi praktis dari BBB adalah juga memblokir penyerapan banyak obat-obatan, termasuk protein dan asam nukleat. Hal ini menghambat pengembangan pengobatan untuk penyakit yang terkait otak. Dengan demikian, teknologi yang efektif untuk memberikan peralatan rekayasa genom melintasi penghalang darah-otak ke sebagian besar jenis sel otak yang relevan secara klinis akan memiliki implikasi luas untuk pengobatan banyak penyakit neurogenetik.

Persyaratan Solusi

Solusi untuk Area Target 2 harus sangat efisien, sistem pengiriman non-virus yang mampu melewati BBB untuk mengirimkan peralatan rekayasa genom ke sebagian besar jenis sel yang relevan secara klinis di otak.

Untuk bisa bersaing ketat di Tantangan ini, solusi harus:

Solusi juga harus memiliki ciri-ciri yang diharapkan: