Bioexkurs 4, EQRx

heute kommen wir zum Ende dieser kleinen Exkursion. Ich werde es kurz machen und mich überwiegend bei einem Unternehmen aufhalten, das verspricht, die Pharmabranche radikal zu erneuern.

Künstliche Intelligenz soll dabei helfen, Patienten innovative Medikamente zu radikal niedrigen Preisen anzubieten („Innovative medicines at radically lower prices“).

Das Thema KI in der Medikamentenentwicklung, sei es im Prozess des virtuellen Screenings oder des De-novo-Wirkstoffdesigns ist natürlich ein wahnsinnig komplexes Thema, dass ich eigentlich nur laienhaft, wenn auch intensiv verfolge. Auch wenn wir wahrscheinlich noch meilenweit von den Versprechen mancher KI-Firmen oder einiger Visionäre aus dem Silicon Valley entfernt sind, nämlich dass wir bald empirische Experimente durch In-silico-Analysen ersetzen können, bin ich überzeugt, dass bessere Berechnungsansätze die Medikamentenforschung grundlegend verändern werden.

Chemists: AI Is Here; Unite To Get the Benefits

Auch die jüngsten DeepMind Erfolge zur Proteinfaltung (wurden ja auch im Forum angesprochen) kann man nicht übersehen; welche Bedeutung sie aber für die virtuelle Medikamentenentwicklung haben werden, bleibt offen, denn über die Dynamik von Proteinkonformationsänderungen in der Zelle kann auch AlphaFold  keine Aussage machen.

Bislang haben wir allerdings nur wenig Hinweise darauf gesehen, dass KI  uns auch nur annähernd in die Lage versetzt, die Komplexität der Biologie sinnvoll zu lösen, geschweige denn, die Entdeckung und Entwicklung von Medikamenten in eine In-silico-Kür zu verwandeln.

Dennoch werde ich demnächst eine oder zwei Firmen vorstellen, die im weitesten Sinne auch KI-Technologie bei der allosterischen Modellierung von Proteinbewegungen einsetzten, wie z.B. Morphic Therapeutics (MORF), die von Tim Springer von der Havard Medical School zusammen mit Schrödinger (SDGR) gegründet wurde.

Da Morphic ähnlich wie Scholar Rock (SRRK) auf einem Gebiet in der Integrine/TGF-beta forscht, werde ich sie demnächst vorstellen.

 

Nun aber zu der bereits angekündigten Firma EQRx.

Es ist jetzt schon über ein Jahr her, dass dieses noch weitgehend unbekanntes Unternehmen im Biopharmabereich für Schlagzeilen sorgte:

Wie ein Biotech-Start-up Medikamente verbilligen will

EQRx launches to develop me-too drugs at a steep discount

https://endpts.com/eqrx-scores-500m-to-drive-its-disruptive-drug-pricing-model-and-late-stage-oncology-hopefuls-to-market/

Vor einigen Tagen teilte die in Cambridge ansässige Firma nun ihren Plan mit, als SPAC mit  1,8 Milliarden Dollar an die Börse zu gehen.

https://www.businesswire.com/news/home/20210806005227/en/EQRx-to-Accelerate-Growth-with-1.8-Billion-Raise-through-Proposed-Combination-with-CM-Life-Sciences-III

Wenn der Plan von EQRx aufgeht, kann das wohlmöglich die Belastungen der Gesundheitssysteme durch die hohen Kosten für verschreibungspflichtige Medikamente drastisch verringern.

Um es gleich vorwegzunehmen: Dieses Unternehmen, das von Alexis Borisey  gegründet wurde, zielt dabei nicht auf den Generika oder Biosimilar-Markt ab.

Nein, EQRx s Plan ist es „neue“ Arzneimittel in bestehenden Kategorien zu entwickeln und sie zu extrem niedrigen Preisen zu verkaufen.

Alexis Borisy erklärt in dem obigen CEN-Link, wie das Ganze funktionieren soll:

Today, you can do a virtual screen of a billion compounds, do on-demand synthesis of all of those, and you can do it overnight in the cloud”

Wie zu erwarten, fielen die Reaktionen vieler Wissenschaftler, die sich mit den Methoden der KI in der Pharmaindustrie beschäftigen, auf Borisys Konzept, das ich mit dem obigen Zitat unfairerweise etwas arg einreduziert habe, vernichtend aus.

Aber auch wenn Unverständnis bei vielen Experten überwiegt, wäre es doch zu einfach, das Konzept lediglich als Patentbrecher-Patent abzutun. Und auch wenn es leicht fällt,  Borisy‘s Vorstellungen darüber, wie man wissenschafliches Risiko in der innovativen Forschung minimieren kann, als Hirngespinst zu demontieren, weisen Analysten, die ihren Blick mehr auf die markttechnischen Aspekte der Pharmabranche und des Gesundheitswesen richten, darauf hin, dass ganz andere Probleme, die jenseits der Wissenschaft auf EQRx warten, möglicherweise unterschätzt werden. Probleme, die allerdings nicht unlösbar sind. Ich will das im folgenden Artikel erläutern.

Das Unternehmen wurde 2020 mit der Idee gegründet, neue Medikamente mit gut validierten Wirkmechanismen herzustellen, sie extrem schnell durch die präklinische und klinische Entwicklung zu bringen und sie dann zu einem Bruchteil der Kosten der bereits auf dem Markt befindlichen  first-in-class Medikamente zu verkaufen.

In gewissem Sinne ist diese Strategie nicht neu, denn sie wird "Fast Follower"-Ansatz genannt. Es handelt sich um eine seit langem praktizierte Methode, mit der die Pharmaindustrie ein Medikament mit geringerem wissenschaftlichen Risiko entwickelt, weil ein anderes Medikament derselben Klasse bereits gezeigt hat, dass der Mechanismus funktioniert. Diese Medikamente werden manchmal als "Me-too"-Medikamente bespöttelt.

Das Neue an EQRx ist, dass das Unternehmen aggressiv über den Preis konkurrieren will, während dies bei den Fast Followern in der Vergangenheit nicht der Fall war.

Die beiden führenden Programme von EQRx, die beide bereits die Phase-3-Studien abgeschlossen haben, zielen auf EGFR und auf PD-1-Antikörper ab; beide für Lungenkrebs. Die hier bereits vermarkteten Medikamente erzielen 2020 zusammen einen Umsatz von fast 20 Milliarden Dollar. (Tagrisso von AstraZeneca und Mercks Keytruda)

Ok, das sind nur zwei Medikamente, aber EQRx plant, 10 dieser Top-selling- fast follower innerhalb der nächsten 10 Jahre zu vermarkten.

Zwei Herausforderungen gilt es zu meistern.

EQRx muss qualitativ hochwertige, neuartige Moleküle finden und sie schnell genug durch alle Stadien der klinischen Entwicklung bringen, bevor das beste Präparat der Klasse zum Generikum wird.

Im Falle eines Erfolges muss die Gesundheitsbranche den kostensenkenden Ansatz des Unternehmens dann auch annehmen.

Der zweite Punkt sollte doch eigentlich das geringere Problem bzw. eher ein Vorteil sein. Immerhin ist es das erklärte Ziel der Firma, das Gesundheitswesen und die Patienten zu entlasten.

Aber es gibt durchaus Analysten, die hier eine ebenso große Herausforderung erkennen wie bei der Bewältigung der Hürden, die die Arzneimittelforschung naturgemäß selber mitbringt.

In den Werbeprospekten von EQRx wird viel darüber berichtet, wie das Unternehmen KI einsetzt, um die Entwicklung von Medikamenten drastisch zu beschleunigen.

Folglich hat EQRx  im Juni eine Zusammenarbeit mit Exscientia unterzeichnet, um Wirkstoffe von der Entdeckung bis zur klinischen Prüfung zu bringen. Die Patentanmeldungen von Exscientia sind alle auf Techniken des maschinellen Lernens ausgerichtet. Auch über Exscienta wurde berichtetet, dass sie letztes Jahr als erste Firma ein "KI-Medikament" entwickelt hätten:

Artificial intelligence-created medicine to be used on humans for first time.

Seltsam ist dabei zu sehen, dass fast jedes Jahr darüber berichtet wird, dass AI "zum ersten Mal" ein Medikament entdeckt habe. 

https://www.fiercebiotech.com/biotech/deep-genomics-reveals-its-program-first-ai-discovered-drug-candidate.

In diesem weiteren Beispiel von DeepGenomics darf man ebenfalls skeptisch sein. Zwar wurde mit einer ML-basierten Berechnungsmethode, die auf sogenanntes Exon-Skipping in Genen spezialisiert ist, eine Mutation beim Wilson-Syndrom gefunden, aber die daraus resultierende Medikamentensuche hatte nichts mit KI zu tun, sondern mit rationalem menschlichen Design- es handelt sich um ein Antisense-Oligonukleotid, hier liegt die Entdeckung bekanntlich schon in der Gensequenz.

Tatsächlich nutzen viele Arzneimittelentwickler bereits computergestützte Modellierung, virtuelle Screens und ähnliche Methoden, um chemische Substanzen zu identifizieren. Dies sind nützliche Werkzeuge, aber sie verkürzen die Zeitspanne der Arzneimittelentwicklung noch nicht wesentlich. Den wichtigsten Aspekt, den all dies stillschweigend voraussetzt, nämlich dass wir die Ursachen und damit eventuelle Ziele der meisten Erkrankungen überhaupt nicht kennen, lasse ich mal beiseite.

In der vergangenen Woche unterzeichnete EQRx auch eine Vereinbarung mit Abcellera, einem Unternehmen, das KI zur Entdeckung von Antikörpern gegen neue Proteinbindungsstellen einsetzt. Die Herstellung des Antikörpers ist jedoch der Schritt, der den Fortschritt bei klinischen Studien verlangsamt. Es ist daher unwahrscheinlich, dass die Zusammenarbeit mit Abcellera allein den Bedarf von EQRx an neuen Antikörper-Medikamenten decken kann.

Wie will EQRx dann aber Medikamente so viel schneller auf den Markt bringen?

Die Antwort ist weit weniger aufregend als KI und lautet: Einlizenzierung und Scaffold Hopping.

EQRx hat sich bereits einen großen Vorsprung durch Einlizenzierung verschafft. Alle  Spätphasenprogramme des Unternehmens wurden von anderen Unternehmen entdeckt und in die Klinik gebracht. Kurz gesagt, EQRx hat mit diesen Wirkstoffen bereits auf der dritten Stufe begonnen.

Dieser Ansatz ist natürlich gut geeignet, seine Pipeline anzukurbeln, aber wahrscheinlich kein besonders dauerhafter Weg, denn derartige Kandidaten überhaupt zu finden, ist schwer und teuer. Darüber hinaus könnten sich die Hersteller bzw. Entdecker dieser Compounds dazu entschließen, das Gleiche auf eigene Faust zu tun, anstatt sie an eine andere Firma zu lizenzieren. Diese Quelle könnte also schnell versiegen.

Das ist der Grund, warum das Scaffold-Hopping - auch bekannt als Patentbrecher - zum Einsatz kommt. Um seine Pipeline in der Frühphase aufzufüllen, kann EQRx die Patente von Wettbewerbern durchforsten, um Lücken zu finden, in denen einige Moleküle, die den patentierten Molekülen strukturell ähnlich sind, nicht in den Patenten beansprucht werden. Dieser Ansatz ist zwar keineswegs trivial, aber wahrscheinlich auch sehr viel schneller als bei Null zu beginnen.  Und trotz des Patentdickichts, das ein Pharmaunternehmen schaffen könnte, um das Scaffold Hopping zu blockieren, ist es unmöglich, ein Patent so umfassend anzumelden, dass der Scaffold Hopping-Ansatz vollständig ausgeschlossen wird.

Das zweite und - wie anfangs angedeutet- ebenso große Hindernis für EQRx liegt im Bereich der Vermarktung. Man könnte ja denken, dass die Versicherer diese preiswerteren Medikamente den teureren Präparaten vorziehen werden. In Wirklichkeit sind die Anreize in der Gesundheitsbranche jedoch so verzwickt, dass die teureren Präparate tatsächlich bevorzugt werden könnten.

Der Grund dafür ist, dass Pharmacy Benefit Manager (PBM) wie CVS Caremark (CVS) oder Express Scripts  gar keine Billigpreise bevorzugen. Sie verhandeln mit Arzneimittelherstellern über günstige Angebote im Gegenzug für die Aufnahme ihres Medikaments in die Arzneimittelliste eines Versicherungsunternehmens. PBMs verlangen von den Pharmas aber einen Rabatt, damit sie ihr Medikament in die Liste aufnehmen.

Doch anstatt diesen Nachlass an die Versicherungsunternehmen weiterzugeben, behalten sie einen großen Teil des Rabatts für sich. Bei teureren Arzneimitteln gibt es mehr Spielraum für höhere Rabatte, und daher ist es für sie viel lukrativer, sich für das teurere Arzneimittel zu entscheiden. Tatsächlich haben Pharmakonzerne angesichts hoher Preise ihren Kritikern immer wieder entgegnet, dass die PBMs ja die Schuld für den Preisanstieg trügen, da sie jedes Jahr höhere Rabatte aushandelten.

In Erwartung dieses Hindernisses plant EQRx, einen "global buyers club" für seine Medikamente zusammenzustellen.

Obwohl die Details dieser Vereinbarung spärlich sind, scheint es sich um eine direkte Partnerschaft zwischen EQRx und den Versicherern zu handeln, die die PBMs aus dem Geschäft heraushalten.

Die PBMs werden sich sicherlich nicht kampflos geschlagen geben. Zusammen machen sie einen Umsatz von über 450 Milliarden Dollar pro Jahr. Hinzu kommt, dass sich zwei der größten PBMs im Besitz der Versicherer UnitedHealth Group und Cigna befinden, die wenig Grund sehen werden, ihre eigenes Geschäft zu unterbieten.

https://pharmanewsintel.com/news/role-of-pharmacy-benefit-managers-in-the-pharmaceutical-supply-chain

Leicht wird es für EQRx gewiss nicht, aber unmöglich ist es eben auch nicht.

Es ist klar, dass EQRx, wenn sie erfolgreich sind, einen tiefgreifenden Einfluss auf die Gesundheits/Pharmabranche haben könnte. Die Preissenkung könnte einen Wettlauf nach unten auslösen, der die Preise für die Versicherer senkt, während die Gewinnspannen abflachen und somit keine Gewinne für Investitionen in Forschung und Entwicklung übrig bleiben.

Wenn ein innovatives Biopharmaunternehmen, das alle wissenschaftlichen und klinischen Risiken auf sich genommen hat, um die Zulassung eines Medikaments zu erhalten, dadurch einen Gewinneinbruch erleidet, wird es kaum einen Anreiz haben, weiter in Innovationen zu investieren.

Auf der anderen Seite würde das EQRx’sche Konzept  früher oder später seine eigene Erfolgsgrundlage zerstören und daher könnte man Derek Löwes Frage "Why hasn't anyone done the speed part while keeping the high prices part, you wonder?" einfach beantworten.

 

So liebe Mitglieder, das war es schon (oder endlich). Ich hoffe natürlich, mit diesem Überblick ein Interesse für Entwicklungen, die uns morgen oder übermorgen schon begegnen können, geweckt zu haben. Bis dann und Grüße

Toni

P.S. Ich bin bei einigen Firmen, die ich angesprochen habe, investiert:

ALNY, ARVN, BNTX,  IONS, EDIT,  SRRK, MORF, MRTX und ILMN

 

 

 

*** Bitte beachten Sie bei der Nutzung der Inhalte dieses Beitrages die -> Rechtlichen Hinweise <- ! ***

 

 

 

 

 

Bioexkursion Nr.3, Gen-Editierer NTLA, BEAM und VERV

Liebe Mitglieder, eigentlich wollte ich das Gen-Editing schon verlassen, aber angesichts der aktuellen Entwicklungen und der Nachfrage im Forum hinsichtlich des „Prime-Editings“ verweile ich hier noch ein wenig mit ein paar grundsätzlichen Betrachtungen über die Genmanipulationen, die man mit der Crispr/Cas-Genschere heute so einfach und effizient durchführen kann.

Diese Technologie verändert sich derart schnell, dass man da kaum noch mithalten kann; ja fast wöchentlich werden neue Variationen und Verbesserungen zum Thema veröffentlicht, die für den Laien aber schwer verständlich sind. Ich will dennoch versuchen die wesentlichen Aspekte, Unterschiede und Chancen dieser Techniken mit Blick auf die Gentherapien zu erklären, ohne dabei in die molekularbiologischen Tiefen abzutauchen.

Ein paar Grundlagen können nicht schaden:

Im Prinzip kann man Gene ja schon länger modifizieren. D.h. man kann sie- oder auch nur Teile davon- entfernen oder durch ein verändertes Gen ersetzen.

All diesen Techniken ist gemein, dass sie auf DNA-Doppelstrangbrüchen (unsere DNA in den Chromosomen besteht aus zwei zueinander komplementären DNA-Strängen) beruhen. Wird die DNA z.B. an zwei Stellen des Gens geschnitten, dann können über verschiedene Reparaturmechanismen die  entstandenen Enden  wiederverknüpft werden, wobei das zwischen den Schnitten entstandene Fragment verloren geht (oder aber wieder eingesetzt wird). Im Endeffekt wurde also ein DNA-Segment herausgeschnitten.

Geschnitten wird heutzutage mit Nukleasen wie z.B. Zinkfingernukleasen (SGMO) oder Talen (BLUE) oder eben auch mit Cas9 (EDIT etc.). Diese Nukleasen sollen natürlich nur an einem bestimmten Ort im Genom schneiden, was sie aber nicht tun würden, wenn man sie nicht zähmt bzw. ihnen den richtigen Weg weist. Das erreicht man, indem man ihnen u.a. DNA „anhängt“, die komplementär zur gewünschten Gensequenz ist (bei Cas ist es RNA).

Die Nukleasen binden dann mittels dieser DNA-Sequenzen- oder im Falle von Crispr/Cas via „guide-RNA“ nur dort, wo sie ihren komplementären Gegenpart finden..

Ist eine intakte Kopie des Gens vorhanden – entweder das zweite Allel in der diploiden Zelle oder eine transfizierte DNA – kann die Lücke z.B. über homologe Rekombination (homology-directed repair, HDR) korrekt geschlossen werden, wobei es zu einer Genreparatur kommt.

Die Effizienz der älteren Methoden ist dabei nicht besonders hoch, aber bei Zellkultur-, bzw. bei ex-vivo-Experimenten, kann man die so manipulierten Zellen isolieren und anreichern, um sie dann für therapeutische Zwecke (CAR-T, Stammzellen etc.) wieder in den Körper zu bringen.

Bei Crispr/Cas funktioniert das alles wesentlich leichter und schneller als bei andern Nukleasen, denn die Erkennung des Ziel-Gens im CRISPR-Cas9-System wird nur durch RNA-DNA-Wechselwirkungen gesteuert. Dies bietet viele Vorteile. Hierzu gehören ein einfaches Design für sämtliche genomischen Ziele, einfache Vorhersage von Off-Target-Stellen (potentielle Schnittstellen die unglücklicherweise woanders im Genom auch vorkommen könnten) und die Möglichkeit, mehrere Stellen gleichzeitig zu modifizieren (Multiplexing).

Aber ein Problem eint all diese Techniken: Sie erzeugen Doppelstrangbrüche in der DNA:

Doppelstrangbrüche können, indem sie bestimmte DNA-Reparaturmechanismen auslösen, zu chromosomalen Deletionen oder Umlagerungen von sogar größeren Genabschnitte führen. Darüber hinaus sind die Reparaturprozesse prinzipiell fehleranfällig, da sie kleine Insertionen und Deletionen an den Schnittstellen erzeugen. Genomische Umlagerungen oder Deletionen sind für die biomedizinische Forschung von besonderem Interesse, da sie bei der Onkogenese häufig auftreten, insbesondere bei hämatologischen Malignomen. Werden z.B. Blutstammzellen, die mittels der beschriebenen Techniken gentechnisch verändert wurden, in den menschlichen Körper gebracht, dann sind negative Folgen nicht auszuschließen, wenn einige dieser Zellen von solchen „off-Target“-Effekten betroffen sind. (siehe auch bei  Bluebird im vorigen Artikel).

Seit der Entdeckung des Crispr/Cas-Systems haben Wissenschaftler aber eine unglaubliche Zahl an modifizierten Crispr/Cas-Systemen entwickelt, um die systemimmanenten Probleme für die Anwendung bei der Gentherapie zu entschärfen.

Im Wesentlichen handelt es sich dabei um Varianten der ursprünglichen Cas9-Nuklease (patentierte Formen, die von den entsprechenden Firmen genutzt werden), aber es würde den Rahmen hier sprengen, wenn ich darauf eingehe. Das ist aber auch nicht wichtig für das weitere Verständnis.

Die Entwicklung dieser optimierten Crispr/Cas-Systeme, ist heute soweit fortgeschritten, dass fast ein Dutzend Studien zum Gen-Editing in frühen klinischen Phasen zu finden sind (ich habe hier nur bei EDIT, CRSP und NTLA geschaut).

Die Erfolgsmeldung ( A first step toward in vivo gene editing in patients ) von Intellias Transthyrein-Amyloidose Studie habe ich zwar zu Beginn erwähnt, aber ich glaube, dass ich die eigentliche Bedeutung  des Gen-Editing Ansatzes von Intellia für die Medizin gar nicht richtig vermittelt habe.

Es sind nämlich gleich mehrere Punkte, die man gar nicht hoch genug würdigen kann:

  1. Es handelt sich um die erste in-vivo Therapie (Sangamo plante dies 2015, ich habe das damals erwähnt, allerdings eher unter „Zukunftsmusik“)
  2. Das Cas9-Protein wird als mRNA mitgeliefert!
  3. Ein virales Vektorsystem ist nicht notwendig. Alle Komponenten des Crispr/Cas-Systems wurden in Lipid Nanopartikel (LNP) verpackt.
  4. Eventuelle Problem durch off-Target Effekte wurden aufbauend auf in silico Berechnungen und entsprechender ausgeklügelter Tests extrem reduziert. Ich erwähnte das ja im letzten Artikel. Siehe auch hier ab Seite 17: Comprehensive gRNA Specificity Assessment: Off-Target Workflow

Intellia hat mit diesem Ansatz ein naheliegendes Ziel gewählt, denn es wurde „lediglich“ ein Gen ausgeschaltet und die Leber als Zielgewebe ist für die Lipidnanopartikel perfekt geeignet. Da darf man gespannt sein, was demnächst folgen wird.

Werden wir für andere genetisch bedingte Krankheiten, bei denen eine Genkorrektur z.B. durch Einfügen oder Austausch eines Gens erforderlich ist (Sichelzellanämie, Hämophilie,  Mukopolysaccharidosen, Diabetes, Mukoviszidose, ALS, Huntington, Duchenne u.v.m.) bald ähnliche Therapien erleben, die nichts weiter erfordern als eine einmalige Infusion eines Nanopartikels, das lediglich die mRNA-Anweisung des richtigen Crispr-Systems samt Donor-DNA enthält?

Die Herausforderungen sind hier noch wesentlich größer, aber der Weg dorthin scheint kürzer zu werden.

Hier aber erst einmal  ein paar Stimmen zu Intellias Erfolg, (u.a. auch zur RNAi Konkurrenz , Alnylams Onpattro): 

A milestone in gene editing as a new era of programmable one-time medicines comes closer to reality,” tweeted John Evans, CEO of Beam Therapeutics, which applies CRISPR base editing to develop curative precision genetic treatments.

Und da ich gerade John Evans Begeisterung aus o.g. GenNews-Link zitiere, komme ich jetzt auf Entwicklungen im Crispr/Cas-Genediting Sektor zu sprechen, die die gentherapeutischen Möglichkeiten noch schneller vorantreiben sollen :

 Base-Editing, gerne auch als CRISPR 2.0 bezeichnet (es ist auch Teil des von mir schon angesprochenen RNA-Editings).

Keine der bislang angewandten Methoden ist in der Lage, eine einzelne Base (Bestandteil der Nukleotide, A, T, G und C) gezielt im Genom zu verändern. Will man das erreichen, muss zumindest der anvisierte DNA-Abschnitt, in dem eine Base verändert werden soll, gegen einen neuen, der die neue Base enthält, ausgetauscht werden. Dabei kommt man aber an Doppelstrang-Brüchen im Gen nicht vorbei.

Beim Base-Editing ist das nicht der Fall.

Die Grundlagen und eigentlich fast alle Forschungen dazu stammen aus dem Labor von David Liu vom Broad Institute. Wie weit die Gruppe um ihn schon vorangeschritten ist, kann man hier erahnen:

Base editing of haematopoietic stem cells rescues sickle cell disease in mice

 

Zwei Firmen, die diese Technologie in die Klinik bringen wollen, sind BEAM-Therapeutics (BEAM) und die zuvor erwähnte Firma Verve Therapeutics (VERV).

Beam wurde von David Liu und Feng Zhang (Editas-Gründer) gegründet. Hier ist ein interessantes Interview mit David Liu über die Möglichkeiten Gentherapie: Precision Chemistry on the Genome: Interview with David R. Liu

Base-Editing stellt im Grunde genommen eine Variante von Cripr/Cas dar.  Hier wird mit einer modifizierten Cas-Nuklease gearbeitet, die ebenfalls per guide-RNA die zu verändernde Zielsequenz im Genom aufsucht. Diese Cas-Nuklease spaltet aber nur einen Strang in der DNA, d.h. sie wird also nicht durchtrennt. Das Entscheidende ist nun, das Cas mit einem Enzym (Desaminase), das die Base am Zielort chemisch umwandelt, verbunden ist.

Diese Desaminasen sind natürlich vorkommende Enzyme. Einige von ihnen findet man als Teil von Abwehrmechanismen z.B. gegen Infektionserreger.

APOBEC.  Aber das nur nebenbei.

In wenigen Jahren konnten die Wissenschaftler Basen-Editier-Crispr/Cas-Systeme entwickeln, mit denen sich 3 Basen gezielt umwandeln lassen. Damit bestehen nun verschieden Möglichkeiten ein Gen ohne Doppelstrangbruch zu verändern:

  1. der präzise Austausch einer oder mehrer Basen (Korrektur einer Mutation, allerding keine Transversionen, was die Sache zunächst limitiert)
  2. die Generierung eines Stop-Codons, um das Gen stumm zu schalten oder
  3.  eine Veränderung in einem Regulationselement des Gens, um es zu reaktivieren.

Auf die Herausforderungen, die es noch zu meistern gilt, komme ich gleich. Hier erstmal ein paar Daten von Verve Therapeutics  zu „non-human Primates“ mit Hypercholessterinämie; ein erstes Beispiel, das ich bereits bei den Gen-Editierern erwähnte:

Verve; Encouraging Preclinical Results :

In an in vivo proof-of-concept study, a single intravenous infusion of a base editor targeting PCSK9 achieved 67% whole liver DNA editing and resulted in an 89% reduction in blood levels of PCSK9 protein and a 59% reduction in blood levels of LDL-C in non-human primates (NHP) at two weeks as compared to baseline.

 

Beeindruckend kann man dazu nur sagen.

Auch Verve nutzt bei dieser in-vivo Therapie genau wie Intellia  Lipid-Nanopartikel, in denen das gesamte Crispr/Cas-System inklusive des Basen-Editors in Form der mRNA verpackt ist. Das ist besonders erstaunlich, da neben der Cas-Nuklease ja auch noch der Base-Editor von seiner mRNA ins aktive Protein translatiert werden muss. Seit etwa einem Jahr zeigen gleich mehrere Gruppen, dass auch dieses Problem erfolgreich gelöst wurde:

Chemical modifications of adenine base editor mRNA and guide RNA expand its application scope

Es scheint, dass mit Base Editing viele Probleme, die mit den herkömmlichen Editier-Systemen verbunden sind, umgangen werden können. Die anfangs noch recht hohen Fehlerraten bei der Basen-Umwandlung (Bystander-Mutationen oder Base-Edit in der RNA) hat sehr schnell dazu geführt, dass bessere Editoren entwickelt wurden, die aus neuen Desaminasen und Cas-Nukleasen bestehen. Auch das Sequenz-Fenster, innerhalb dessen Basen im DNA-Strang überhaupt spezifisch erkannt werden,  konnte soweit optimiert werden, dass die Anwendung für die meisten genomischen Ziele in Frage kommt.

Die Tatsache, dass Doppelstrangbrüche recht selten vorkommen, dürfte das System relativ sicher machen. Und das wird bei Prozessen, bei denen gleich mehrere Gene eingefügt und/oder ausgeschaltet werden- wie z.B. bei CAR-T und ähnlichen ex-vivo-Gentherapien z.B. an hämatopoetischen Stammzellen -eine enorm wichtige Rolle spielen.

Man muss auch wissen, dass die bisherigen Methoden, soweit neue Gene via HDR eingefügt werden, extrem abhängig vom Zelltyp sind. So versagt diese Rekombination häufig bei sich nicht-teilenden Zellen. Base-Editing kann dieses Hinderniss aber umgehen, da eine homologe Rekombination gar nicht erforderlich ist.

 

Trotz intensiver Bemühungen um die Verbesserung von Basen-Editoren gibt es aber grundlegende Grenzen, denn die Umwandlungen können nicht zu jeder beliebigen Base führen; (das DNA-Basen-Editing ist auf sog. Übergangsmutationen beschränkt.

Außerdem können komplexere Veränderungen nicht ohne weiteres vorgenommen werden, da Base-Editing keine (erwünschten) Insertionen oder Deletionen erzeugen können. Man ist zur Zeit also noch darauf angewiesen nur ein oder zwei Basen zu mutieren.

Als Alternative entwickelte David Liu’s Gruppe ein Prime-Editing-System, das neben der Substitution mehrerer Nukleotide an den Zielstellen auch kleine Insertionen und Deletionen ermöglicht.

Beim Prime-Editing wird der Cas-Nuklease (sie schneidet nur einen Strang („Nick“) eine Reverse Transkriptase (sie macht aus RNA DNA) angehängt. Der Clou: Zusätzlich zu normalen guide-RNA wird an einer bestimmten Stelle eine weiter RNA (pegRNA) an den Crisp-Komplex angebunden. Diese pegRNA ist homolog zum Genbereich, der korrigiert werden soll. Sie trägt aber auch noch die gewünschten Mutationen. Während des normalen Crispr/Cas Schneidevorgangs wird diese pegRNA in DNA umgeschrieben und diese dient als Vorlage (Primer) für die Verlängerung des geschnittenen DNA-Strangs. Im Endeffekt kann durch Prime-Editing eine Genbereich sehr vielfältig modifiziert werden und zwar- genau wie beim Base-Editing- ohen das Doppelstrangbrüche produziert werden.

Man kann davon ausgehen, dass Prime-Editing  das Basen-Editing ergänzen wird. Dennoch sind DNA-Basen-Editoren nach wie vor extrem attraktiv, da sie offenbar eine geringere off-Target-Aktivität aufweisen und weniger unerwünschte Insertionen und Deletionen (man spricht hier auch von Indels) erzeugen.

Ich erwähnte es schon im Forum. David Liu versucht natürlich auch diese weitere geniale Idee zu vergolden.

Prime Time for Prime Medicine: Gene Editing Startup Raises $315M (genengnews.com)

 

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Base-Editing (und möglicherweise auch das Prime-Editing) im Vergleich zu klassischen Genom-Editierungen wesentliche Vorteile aufweist. Die geringe Häufigkeit von Doppelstrangbrüchen ist zweifellos einer der wichtigsten Vorteile.

Bei all den positive Meldungen, die nun auf uns einprasseln, darf man aber nicht vergessen, dass es sich bei diesen Methoden um Eingriffe ins Genom handeln und dass es noch viel zu früh ist, um deren Sicherheit zu beurteilen. Es ist auch nicht klar, inwieweit die Vorhersagen zu potentiellen off-Target Effekten die genetische Variabilität eines jeden Patienten ausreichend berücksichtigen.

Der Markt scheint auf jeden Fall von den neuen Gentech-Stars überzeugt zu sein:

 

 

 

Am Wochenende werde ich zum Abschluss der Exkursion noch ein Unternehmen, das die Pharmabranche revolutionieren will, vorstellen.

Bis dahin

Toni

 

 

 

*** Bitte beachten Sie bei der Nutzung der Inhalte dieses Beitrages die -> Rechtlichen Hinweise <- ! ***

Biotech-Exkursion Teil 2

nachdem ich gestern bei den Einzelzell-RNA-Sequenzierungen gestrandet bin, geht es jetzt direkt weiter zu einigen spannenden und visionären Unternehmen. Ich fange heute bei den

Gen-Sequenzierern an.

Eigentlich vermeide ich es ja über die Gen-Sequenzierer zu schreiben, denn man muss schon ziemlich tief in der Materie drinstecken, wenn man sich über die Marktchancen des x-ten Illumina-Konkurrenten ein Urteil erlauben will. Und die Materie umfasst ja nicht nur die Sequenziertechnik selber, sonderm das gesamte Gebiet der Molekularbiologie, Chemie, der Genetik und vor allen Dingen der Bioinformatik bzw. Datenverarbeitung.

Natürlich ist die Medizin oder besser gesagt die Medikamentenentwicklung nicht minder komplex, aber die Ergebnisse klinischer Studien sagen dem Laien bestimmt mehr als die Bewertung eines Next Generation Sequencing (NGS)-Versuchs über die Genauigkeit einer Multiplex Ligation-dependent-Probe Amplification zur Detektion von Copy Number Variationen größerer Genregionen mit Gendosisunterschied durch short Read Ansätze mit Illuminas NovaSeq bei 300 Zyklen und 25M Reads.

Trotzdem finde ich es immer wieder spannend, mir die Konzepte mancher NGS-Startups wie z,B. Omniome, Genapsys, Genia oder Roswell,  die mit revolutionären Technologien die Dominanz von Illumina zu brechen versuchen, zu Gemüte zu führen. Selbst als Laborwissenschaftler, der täglich Gewebeproben auf Tonnen-schweren Geräten sequenzieren lässt, gerät man ins Staunen beim Anblick eines Matchbox-großen Gerätes wie dem Flongles von Oxford Nanopore (ONT), mit dem man in ein paar Stunden einen long read von einigen MB sequenzieren kann.

Und das sogar in Schulklassen.

Natürlich geht es nicht nur darum, die Geräte immer kleiner zu machen. Für Sequenzier-Labore in Unis oder Pharmas stellen sich neben den Kosten pro sequenzierter Base die Fragen nach der Genauigkeit der Methode. Und da das klassische Sequenzieren von DNA oder RNA naturgemäß nicht perfekt ist, versuchen viele Firmen, es besser zu machen.

Im Idealfall könnte man einen sehr langen DNA-Strang von mehreren Tausend Basen ohne ihn vorher amplifizieren und ohne ihn mittels Polymerasen neu synthetisieren zu müssen mit extrem niedriger Fehlerquote direkt ablesen. Das sollte natürlich schnell gehen und, da keine aufwändige Chemie im Spiele ist und die niedrige Fehlerrate teures Multisampling unnötig macht, billig.  Wenige Euro für ein komplettes Genom sozusagen.

Aber das ist alles noch Zukunftsmusik.

Vergegenwärtigt man sich jedoch der Fortschritte in der Sequenziertechnologie allein der letzten 10 Jahre, dann wage ich hier besser keine Prognose. Fortschritte, die wahrscheinlich ohne die heftige Konkurrenz nicht in diesem Tempo erreicht worden wären. Und natürlich darf man diese Entwicklungen zu immer besseren und günstigeren Sequenziergeräten auch als  Angriff auf die Vorherrschaft von Illumina verstehen, eine Firma deren Ende seit ihrem Bestehen vorausgesagt wird.

PacBio

Eines der ersten Unternehmen, das Illuminas Dominanz brechen wollte, nachdem die klassische Sanger-Sequnzierung von Roche keine Zukunft mehr hatte, war die in San-Diego ansässige Firma Pacific Bioscience (PACB), deren Technologie mich von Anfang an begeisterte und die ich 2014 zum ersten Mal im Biotonicum vorgestellt hatte.

PacBio lockte die Investoren mit dem Versprechen einer technologischen Revolution. Prognosen besagten, dass das Unternehmen bis 2013 ganze menschliche Genome für 100 Dollar in etwa 15 Minuten sequenzieren würde.

Das war 2010. Keine dieser Vorhersagen ist eingetreten. Nicht einmal annähernd und nur wenige Wissenschaftler kauften den sündhaft teuren Koloss. All die Vorteile, die das Gerät bieten wollte, trieben Illumina an, die eigene Technologie durch clevere Chemie (u.a. durch 10xGenomics) soweit zu verbessern, dass das Unternehmen seinen Vorsprung wieder meilenweit ausbauen konnte. Das betraf Geschwindigkeit, Kosten und Sequenzierdurchsatz.

Aber PacBio, als erstes Unternehmen, das eine erfolgreiche Long-Read-Plattform für die Einzelmolekülsequenzierung auf den Markt brachte, machte sich einen Namen für seine hochpräzisen Genome, seine Fähigkeit, genetische Variationen zu erkennen, die andere Geräte nicht erkennen können. Single Molecule Realtime (SMRT), so der Name der Technologie war in der Tat ein Wunderwerk. Aber es half leider auch nicht viel.

2015 schrieb ich „ Die Gensequenziermaschinen aus Kalifornien begeisterten alle Experten; allerdings immer begleitet von einem Ausdruck tiefen Mitgefühls angesichts der Dominanz von Illumina bzw. der damit verbundenen unerfreulichen Kursentwicklung“. 2017 ging es dann sogar ums Überleben der Firma, nachdem Roche die Zusammenarbeit mit PacBio einstellte.

Aber mit immensem Aufwand- nicht zuletzt durch revolutionäre Software-Lösungen-hat das Unternehmen dann doch einen Weg gefunden, einige seiner Versprechen mit "Long Reads" zu erfüllen. Durch das Lesen von langen DNA-Abschnitten kann man mit dieser Technik subtile Variationen erkennen, die von Illumina und anderen Technologien übersehen werden.

Tatsächlich gelang es der Firma einige wichtige Märkte für seine Technologie zu gewinnen.

PacBio hat gezeigt, dass eine De-novo-Assemblierung riesiger, komplexer Genome nicht nur möglich ist, sondern dass mit langen Reads auch ein Großteil der Informationen über Haplotypen (es gibt ja 2 Allele im diploiden Genom)  und strukturelle Variationen gewonnen werden kann.

Es gibt noch mehr Punkte, bei denen die PacBio-Sequenzierung sogar zum Goldstandard wurde. Aber das sind immer noch Nischen, die von Illumina und anderen Technologien (z.B. Ion Torrent von TMO) schlecht bedient werden und im Vergleich zu Illumina kostet PacBio immer noch deutlich mehr.

Der kräftige Anstieg des Kurses seit Ende 2020 ist wahrscheinlich mit Illuminas Interesse, PacBio zu erwerben zu erklären. Ich habe die Geschichten und Hintergründe zu dieser Zeit nicht mehr verfolgt, insofern weiß ich nicht, woher dieses Interesse wirklich stammt (soweit wir so etwas überhaupt erfahren). Analysten scheinen da auch uneins zu sein, aber es ist nicht von der Hand zu weisen, dass PacBio starke Anstalten machte, in die klinische Anwendung vorzudringen; bekanntlich war das auch schon in Zeiten vor GRAIL ein Wunsch Illuminas.

Andererseits hat PacBio im klinischen Bereich keine besonders lauten Töne angeschlagen, aber dennoch Forschungsergebnisse mit potenzieller klinischer Relevanz angepriesen. Auf jeden Fall würde das erklären, warum PacBio kürzlich das kalifornische Sequnzier-Startup Omniome für 600 Millionen Dollar übernommen hat. Eine Firma, die eine neuartige Technologie für die (angeblich) noch genauere Sequenzierung von "Short Reads" entwickelt hat.

Im Allgemeinen hapert es bei Projekten der Früherkennung mittels Genom- Sequenzierung immer noch an den Kriterien, die uns seit Corona und PCR-Tests vertraut sind: Spezifität und Sensitivität. Im Gegensatz zu PCR-Tests, wo Ungenauigkeiten recht einfach gelöst werden können (im einfachsten Falle durch Mehrfachmessungen) ist das Problem, z.B. Krebs sicher zu erkennen, hier jedoch mit sehr viel höherem apparativen und bioinformativem Aufwand verbunden.

Die führenden Molekulardiagnostiker wie z.B. Guardant Health (GH), Invitae (NVTA) oder Exact Sciences (EXAS) haben immense Summen in die Entwicklung chemischer und bioinformatischer Tools zur Unterdrückung von Sequenzierungsfehlern investiert. Selbst mit Fehlerkorrektur und extrem hoher (und damit teurer) Sequenziertiefe sind die Allelhäufigkeiten vieler Krebsarten immer noch zu gering, um sie mit herkömmlichen (Sequencing by Synthesis) Methoden sicher erfassen zu können. Omniomes Technik (Sequencing by Binding) unterscheidet sich hier grundsätzlich von den anderen Techniken und die bislang veröffentlichten Daten zur Fehlergenauigkeit sollen diese weit übertreffen.

Ob PacBio als Experte für „long reads“ das Konzept von Omniome (short reads) erfolgreich in seine bestehende Technologie integrieren kann, wird allerdings kontrovers diskutiert.

Hier eine ziemlich bullische Analyse von Simon Barnett von ARK Investments:

PacBio Doubles Down on Accuracy by Acquiring Omniome

"Finally, from a commercial strategy point of view, having access to highly accurate SRS (short reads) puts PacBio in a unique position. The company can participate in many high-growth research, translational, and clinical NGS applications not currently amenable to long-read sequencing such as liquid biopsy, NIPT, single-cell, spatial readout, proteomics readout, RNA transcript counting (RNA-Seq), and targeted oncology panels (FFPE tissue). Based on this acquisition, I believe PacBio sees SBB (Sequencing by Binding, das ist die neuartige Technologie) addressing many somatic NGS applications"

Die Attraktivität für PacBio liegt auf der Hand: Mit einer hoch präzisen Short-Read-Technologie können sie Anwendungen erschließen, die nicht gut zu ihrem Long-Read-Ansatz passen, wie liquid biopsy bei Krebsvorsorge und –überwachung, nicht-invasive pränatale Tests und andere Anwendungen, bei denen die DNA von Natur aus in winzige Stücke zerteilt ist.

Natürlich teilen nicht alle diese positive Sicht. Manche befürchten, dass das Projekt Omniome viel Arbeit erfordert, um von seinem jetzigen Stand zu einem marktfähigen Produkt zu gelangen und verweisen auf viele Beispiele anderer Übernahmen der letzten Jahre mit deprimierendem Ausgang. (Roche mit Genia und Stratos Genomics, Agilent mit LaserGen oder TMO mit gleich mehreren Startups).

Nun könnte es sein, dass diese Technologien ohnehin dem Untergang geweiht waren, aber es ist auch vorstellbar, dass die Einführung einer komplett neuen Technologie in einem Unternehmen einfach nicht gut funktioniert. Hierbei ist zu bedenken, dass PacBio allein mit seinem long-Reader (Sequel) reichlich Probleme hat, ihn auf die Märkte zu bringen, aber jetzt kommen noch all die zusätzlichen chemischen und Software-technischen Anforderungen von Omniome hinzu, so dass die Arbeit an einer Plattform auf Kosten der anderen gehen könnte.  Daher sind einige Analysten eher etwas pessimistischer, da sie befürchten, dass die möglichen Synergien und Effizienzsteigerungen dies nicht ausgleichen würden.

Oxford Nanopore

Diese Technik ist eigentlich ein Wunder“, schrieb ich mal in grauer Vorzeit. und in Biozukunft II:

Das Füttern übernehmen handliche Geräte von der Größe eines bis dahin ausgestorbenen Smartphones. Jede/r User*In - ( lat. Mensch)- kann mit diesen SingleMoleculeRealtTime (SMRT)-Nanoporen/Semiconductors (Weiterentwicklungen von Oxfordnanopore Technologies und NanoString Technologies) aus einer weniger als winzigen Menge Schweiß, Speichel, Urin, Haarwurzel oder Blut eine Gen- Sequenzierung bzw. eine Kartierung bestimmter Marker durchführen. Aufwändige Probenvorbereitungen sind längst passé.
Je nach Budget und medizinischer Indikation kann User die Basisprogramme Exome-, RNA- oder Microbial –Sequencing oder targeted Genome-Sequencing auswählen.

 

ONT und PacBio sind derzeit die einzigen Anbieter im Bereich der Long-Read-Technologie.

Als die Idee des sogenannten Nanoporen-Sequenzierens von ONT aufgenommen wurde, hatte kaum jemand geglaubt, dass diese Firma eines Tages ein solches Gerät auf den Markt bringen würde, schon gar nicht im schulklassentaugliches Miniaturformat, bei dem selbst die aufwändige Probenvorbereitung mit Voltrax zu Hause in der Küche schnell erledigt werden kann. Für mich ist das schon Revolution.

Aber kann ein kleines Unternehmen mit ungewisser Zukunft wirklich mit einem tonnenschweren Sequel-Instrument von PacBio konkurrieren?

Dazu muss man wissen, dass die Genauigkeit der Oxford-Nanopore-Plattform schon immer ein Problem war, was sich seit ihrer Einführung 2014 aber stetig verringert hat.  Auch wenn die Technologie immer noch unter systematischen Fehlern leidet, die es in vielen Punkten noch nicht konkurrenzfähig macht, so sollte man beachten, dass ONT 2018 ein erstes großes Projekt mit Amgen an Land gezogen hat:

https://www.analytica-world.com/de/news/161548/amgen-investiert-66-millionen-dollar-in-oxford-nanopore-technologies.html und es ist nicht auszuschließen, dass weitere Zusammenarbeiten folgen.

Selbst wenn sie nur ein Pilotprojekt für eines der nationalen Genomprojekte bekommen, wäre das ein großer Erfolg, und vergessen wir nicht die zuvor erwähnte Einzelzell-RNA Sequenzierung. Es gibt Experten, die ein großes Potenzial der Nanoporen im Bildungswesen vermuten, wie es ja das Beispiel der Schulklassen zeigt.

Das ist vielleicht nicht gerade der Markt, an den man denken würde, wenn es um revolutionäre Ideen beim Sequenzieren von Genen geht. Vielleicht erstmal kein lukrativer Markt, aber allein die Vorstellung, dass Gen-Sequenzierung schnell andere Bereiche außerhalb von Forschung und Pharmas jenseits der Hochdurchsatz-Analysen erobert, eröffnet  ganz andere Dimensionen.

Ich weiß nicht, ob diese Märkte oder dieser wirklich im Fokus der Oxforder liegen, denn für jedes Unternehmen, das biologische Analysemöglichkeiten anbietet, ist der Eintritt in die Klinik eine Priorität.  Aber auch hier bieten sich für ONT vielleicht bald zahlreiche Anwendungen an. Man denke nur an die schnelle Labordiagnostik im Bereich von Infektionen, um Antibiotika auf die Erreger abzustimmen, der Zytogenetik von Implantaten, um das Einfrieren von Embryonen zu vermeiden und sogar in der Onkologie kann eine schnelle Diagnose auf bestimmte Mutationen- gerade Fusionsgene- hilfreich sein.

I’m not sure if ONT can ever truly displace Illumina, but I think maybe they can open up new, almost unrecognizable, markets. But not in 2020. Maybe by 2030? That would be worth waiting for.

schreibt Shawn Baker vom  SanDiegoOmics-Blog und damit spiegelt er in etwa die Meinung der meisten Analysten wieder, die gestehen müssen, dass es für sie immer eine Herausforderung ist, mit dem Tempo von ONT Schritt zu halten.

 

Soviel erst einmal zu diesen beiden Gen-Sequenzierern. Ich werde mit Sicherheit nochmal auf sie zurückkommen.

 

Wie sieht es bei der Gentechnik aus?

Ja, nicht alles was gestern glänzte, ist heute Gold. Schaue ich auf die GenTech Stars der letzten Jahre, ist das Bild eher uneinheitlich (allerdings schon länger). Die „klassischen“ Gentherapie-Firmen, deren lentivirale Vektoren auf hämatopoetische Stamzellen gerichtet sind, leiden nach wie vor unter Käufermangel, seitdem Bluebird Bio im Februar berichtete, dass zwei Patienten mit Sichelzellanämie an dem myelodysplastischem Syndrom, einer Krebsart des Knochenmarks, erkrankt sind.

AvroBio und Orchard, ebenfalls zwei Lentivirus-Spezialisten, die ich hier schon vorgestellt habe, blieben im Februar hingegen von einem Abverkauf verschont, (wahrscheinlich) weil sie keine Knochenmarkstammzellen therapieren. Die Charts dieser und vieler anderer Gentherapierer ermuntern zur Zeit aber auch nicht so richtig.  Die Luft scheint hier etwas raus zu sein; zudem ist die Konkurrenz an GenTechs, die sich auf neurometabolische Erkrankungen konzentrieren nicht gerade klein.

Diese Art der Gentherapie nach Bluebirds Desaster generell in Frage zu stellen, ist nicht einfach zu beantworten.

Ob es bei der Behandlung der Patientenzellen mit einem Lentivirus-Vektor wirklich zu Fehlintegrationen kam, ist zwar nicht auszuschließen, aber es ist wahrscheinlicher, dass die Probleme von der Knochenmarkstransplantation selbst herrühren. Hier wird ja mittels Bestrahlung und Chemotherapie (Bisulfan), Methoden, die selbst hoch kanzerogen sind, das erkrankte Knochenmark eliminiert.

Jetzt kann man sich fragen, ob dieses Risiko nicht auch bei anderen Knochenmarktransplantationen wie bei Leukämie erheblich ist, also bei Patienten, die dann in die Kategorie "Rückfall" eingestuft werden.

Das kann möglich sein, aber es ist wohl nicht der Grund, warum die meisten Transplantationspatienten einen Rückfall erleiden. Das wäre durch Sequenzierung leicht nachweisbar, da die Mutationen, die durch chemische Mutagene entstehen zu einer erkennbaren Signatur in den Zellen führen, die die entsprechenden Leukämien verursachen. Die meisten Transplantationspatienten scheinen eher einen Rückfall zu erleiden, weil der bösartige Klon vor der Transplantation nicht ausreichend vernichtet wurde.

Es gibt noch eine weitere Möglichkeit im Hinblick auf die Bluebird-Therapie. Wir alle entwickeln somatische Klone in unseren hämatopoetischen Stammzellen, und zwar umso mehr, je älter wir werden. Dieser Zustand wird als klonale Hämatopoese  bezeichnet und prädisponiert sowohl für myeloische Erkrankungen als auch für die üblichen, mit dem Alterungsprozess verbundenen Krankheiten.

Manchmal kann die Verabreichung gesunder Zellen an Patienten dazu führen, dass diese Zellen bösartig werden, da das Blutgefäßsystem und das Knochenmark des Empfängers eine Rolle beim Erwerb neuer somatischer Mutationen spielen können. Die Krankheit steckt möglicherweise nicht nur in den Stammzellen.

Es besteht also die Möglichkeit, dass lentivirale Vektoren diesen Prozess in den Zellen des Patienten durch eine mit der Zellmanipulation verbundene Entzündungskomponente beschleunigt.

Ein aktuelles und spannendes Forschungsgebiet geht der Frage nach, warum manche Menschen mit diesen Mutationen eine Krankheit entwickeln und andere nicht.

Diese Frage wird uns wieder zu den (nicht-kodierenden) RNAs bringen, deren Rolle bei der Pathogenese verschiedenster Erkrankungen mit Exosomen als deren Transporter in Verbindung gebracht wird.

Exosomen, als Lipidvesikel, die von Zellen gebildet werden und als wichtige Informationsträger entdeckt werden, sind eigentlich nichts Neues, aber die Entwicklungen auf diesem Gebiet sind gerade sehr erstaunlich, so dass ich darüber ein anderes Mal genauer berichten werde.

So konnte zum Beispiel gezeigt werden, dass die Aufnahme von Exosomen und das Targeting von onkogenem KRASG12D in Pankreastumoren erhöhte. Die Verwendung von iExosomen (d. h. künstlich hergestellten Exosomen), die mit anti-KRAS-G12D siRNA beladen sind, zur Behandlung von Bauchspeicheldrüsenkrebs wird derzeit in einer klinischen Studie der Phase I getestet

Firmen, die hier mit tollen Konzepten voranschreiten, sind allerdings noch rar. Momentan fallen mir nur Codiak (CDAK) und Evox Therapeutics ein.

Hier ein paar Links dazu:

https://discoverysedge.mayo.edu/2021/07/09/beyond-stem-cells-regenerative-medicine-finds-exosomes/

https://www.evoxtherapeutics.com/Our-Science/RNA-Therapeutics-CORRECT,

Exosomen und siRNA (Exosomes facilitate therapeutic targeting of oncogenic KRAS in pancreatic cancer

Codiak mit Jazz

Codiak mit Sarepta

Irgendwann werde ich auch mal dieses Thema detailierter im Biotonicum ansprechen.

 

CART , Sana Biotech (SANA)

Sehr viel spannender als die klassischen GenTechs wie Bluebird oder Uniqure sehen weiterhin die Biotechs aus, die sich der zellulären Gentechnologie wie z.B . CAR-T, also den chimären Antigenrezeptor-T-Zellen (oder auch NK-Zellen) widmen. Bis vor kurzem konnte man noch davon ausgehen, dass diese Gentherapie die Medizin der Zukunft bleiben. Heute ist dieses Versprechen zum Teil Wirklichkeit geworden geworden. Zelltherapien von Kite Pharma (jetzt Gilead) und Novartis für die Krebsimmuntherapie sind vor wenigen Jahren für einige Blutkrebsarten zugelassen worden.

Aber auch bei anderen Indikationen erzielt man nun Erfolge: https://www.uk-erlangen.de/presse/pressemitteilungen/ansicht/detail/weltweit-erstmals-car-t-zellen-erfolgreich-gegen-autoimmunerkrankung-eingesetzt/

Aber noch sind diese Therapien nur für ein sehr enges Spektrum von Krankheiten geeignet, und die Zell- und Gentherapie ist noch weit davon entfernt, dieses Prinzip auf jedes gewünschte Gewebe oder jede Zelle anzuwenden.

Eine Firma, die genau das verwirklichen will, ist Sana Biotechnology.

Glauben wir den Ankündigungen auf Sanas Website, dann haben wir eigentlich eine „Moderna“ von morgen gefunden:

- Repair and control genes in any cell

- Replace any cell in the body

Sanas Statements sind aber alles andere als übliches Marktgeschrei, denn die stehen auf wissenschaftlich fundierten Beinen, ansonsten würden wir Sanas IPO wahrscheinlich nicht unter den teuersten aller Zeiten im Biotechmarkt finden, bei dem selbst Modernas IPO um ein paar Milliarden überboten wurde.

Sanas Gründer sind keine Unbekannten in der zellulären Gentherapie. Mit im Team ist Richard Mulligan, der immerhin einer der Gründerväter dieser Therapie ist und viele Wissenschaflter stammen aus dem Labor von Carl June (JUNO, einem der ersten Unternehmen, das die klinische Entwicklung von CAR-T-Zellen betreibt).

Das wissenschaftliche Programm besteht aus zwei hochinteressanten Konzepten, mit denen SANA einen Plug-and-Play Baukasten aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) entwickelt. Das wären dann universell einsetzbare Zellen, die für Standardanwendungen in der regenerativen Medizin eingesetzt werden können, ohne dass eine Abstoßung durch das Immunsystem zu befürchten ist.

Hier zwei wegweisende Publikationen von Chad Cowan und Sonja  Schrepfer -Mitbegründer des Unternehmens - zum Thema der hypoimmunen Stammzellen:

Generation of hypoimmunogenic human pluripotent stem cells

Hypoimmune induced pluripotent stem cell–derived cell therapeutics treat cardiovascular and pulmonary diseases in immunocompetent allogeneic mice 

Eines der größten und noch ungelösten Probleme stellt nach wie vor die immunbedingte Abstoßung der Zellen bzw. des Gewebes dar. Es gibt mehrere (autologe wie allogene) Ansätze, um dieses Problem zu lösen, aber sie sind extrem aufwändig und für den Patienten mit nicht gerade harmlosen Unannehmlichkeiten verbunden.

Natürlich finden wir auch noch andere Biotechs (z.B. Cellectis (CLLS), FATE oder Takeda), die ähnliche Ansätze mit sogenannten allogenen, also körperfremden Zellen erforschen.

Sanas Ansätze haben bislang erstaunliche Resultate gezeigt, allerdings sind sie bisher nur an Mäusen und kultivierten Zellen getestet worden, und es bleiben viele Fragen offen.

Wir dürfen nicht vergessen, dass das Thema von Immuntoleranz und Abstoßung nach wie vor schlecht verstanden ist und dass überhaupt nicht klar ist, ob durch zu viele genetische Veränderungen eine Immuntoleranz ohne Nebenwirkungen etc. erreicht werden kann. “The more you reprogram cells, the more likely they are to not follow the program,” sagt Tracy Grikscheit, eine Spezialistin für regenerative Medizin am Children's Hospital Los Angeles.

Ich werde auf Sana und ähnliche Biotechs im CAR-T und NK-T Feld gelegentlich mal separat eingehen. Erwähnen will ich aber noch, dass das unglaublich hohe Interesse an Sana nicht nur wegen des Hypoimmun-Modells zu erklären ist, sondern- vielleicht auch ausschließlich- wegen ihrer sogenannten Fusogen-Technologie.

Sana sieht in dieser Technik eine mögliche Alternative zu Gentherapie-Strategien, die auf der Transplantation genetisch veränderter hämatopoetischer Stammzellen beruhen. (also auch bei Bluebird und Co.)

Fusogene sind Proteine, die, wie ihr Name ja vermuten lässt, zu sehr effektiven Membranfusion führen.

Dabei weisen sie hohe Zellspezifität auf, indem sie nur mit Zellen fusionieren, die einen Zielliganden aufweisen, wie z. B. einen Oberflächenrezeptor. Auch viele Viren wie unser SARS-CoV-2, sind auf Fusogene angewiesen, um in ihre Zielzellen zu gelangen. Sana erwarb vor einigen Jahren eine Firma-Cobalt Biomedicines-, die u.a. mithilfe der Bioinformatik die erste Datenbank mit mehr als 20 000 Fusogenen aus allen Bereichen der Flora, Fauna und Bakterien aufbaute. Wichtig ist, dass sie die Strukturmotive erkannten (zumindest in silico), die für die Gewebespezifitäten (und weitere Funktionen) entscheidend sind. Daraus resultierte die Erkenntnis, dass Fusogene modular umprogrammiert werden können, um jeden Zelltyp im menschlichen Körper anzugreifen. (vielleicht ein perfektes Tool für Exosomen?)

Diese Fusogen-Technologie birgt natürlich ein riesiges Potenzial für zellulärer Therapien aller Art von klassischen Gentheraphien ,Gen- oder RNA-Editing bis zu den besprochenen  RNA-Technologien. Cobalt Bioscience hat bereits eine Plattform entwickelt, die Wirkstoffe (RNA, Proteine etc.) in Vesikel leitet und die Oberfläche des Vesikels mit einem beliebigen Fusogen dekoriert (Fusosom). Im Endeffekt wäre das die Plug-and-Play-Technologie, auf der Sanas Visionen beruhen.

 

Es gäbe noch viel Spannendes hier zu entdecken- z.B. die ersten Erfolge beim unheilbaren Glioblastom mittels einer CAR-T-Zelle mit synNotch-Rezeptor https://www.mr-market.de/car-t-gilead/, aber wir müssen langsam weiter.

Bevor ich aber das Gentech-Gebiet verlasse, will ich noch ganz kurz auf einige Erfolge der Gen-Editoren (EDIT, NTLA, CRSP), deren wichtigstes Werkzeug die Crispr/Cas-Genschere ist, hinweisen.

Intellia berichtete über die erste erfolgreiche Studie dieser Art zur Transthyretin-Amyloidose bei 6 Patienten,  https://www.evaluate.com/vantage/articles/news/trial-results/intellia-proves-its-pointIf Intellia’s success has implications for the other Crispr companies, it has different ramifications for non-Crispr groups. Companies developing RNA interference for oligonucleotide projects aimed at liver disease now have a new competitive threat”. (siehe meine Anmerkung zur möglichen Bedrohung für RNAi-Biotechs)

Crispr Therapeutics, wie oben bereits erwähnt, über Erfolge bei der Sichelzellanämie

und Verves (VERV) neuartiges Proof of Concept Studien zu Herzerkrankungen erstaunen viele Wissenschaftler und Mediziner.

In vivo CRISPR base editing of PCSK9 durably lowers cholesterol in primates

Ich werde darüber nochmal genauer berichten.

Interessant ist hier zu sehen, wie stark diese Firmen bei der Entwicklung eines Gen-Editing Systems auf rechnergestützte Verfahren setzen.

Die Berechnungsansätze gehen inzwischen über die Standardkorrelationen zwischen Genotyp und Phänotyp hinaus und umfassen Methoden, die es erlauben sollen, zwischen Ursache und Korrelation zu unterscheiden, oder die spezielle Zelltypen oder funktioneller Regionen des Genoms identifizieren (u.a durch spatial single cell RNA-Sequencing), die zur Vererbbarkeit beitragen. Dabei fließen Millionen von DNA-Sequenzvarianten in diese „polygene“ Analyse  ein.

 

So liebe Mitglieder, ich habe mich gerade entschieden, heute noch eine Pause einzulegen. Ein dritter Teil der Exkursion wird demnächst folgen.

 

bis demnächst

Toni

 

 

*** Bitte beachten Sie bei der Nutzung der Inhalte dieses Beitrages die -> Rechtlichen Hinweise <- ! ***

 

 

 

 

Die kleine Biotech-Exkursion 2021

Liebe Mr-Market Mitglieder und Freunde des Biotonicums,

nach fast einjähriger Pause soll es nun endlich wieder weitergehen. Bevor ich wieder einzelne Firmen oder Forschungsprogramme detaillierter besprechen werde, begebe ich mich heute mal auf einen Streifzug quer durch diverse Biotechsektoren auf der Suche nach neuartigen Konzepten in der Biotechnologie. Dabei streife ich aber auch durch Gebiete, die schon etwas in die Tage gekommen sind, durch solche, die „hot“ sind und durch einige, die noch ein akademisches Schattendasein führen und bei denen es nicht klar ist, inwieweit sie die Medizin bzw. die Medikamentenentwicklung verändern werden.

Die Vorbereitungen meiner Exkursion habe ich schon Anfang des Jahres getroffen, aber meine zögernde Gründler-Natur stand einer Veröffentlichung im Biotonicum irgendwie ständig im Wege. Stattdessen habe ich die Wanderungen immer weiter ausgedehnt, so dass es dann doch etwas mehr und vielleicht an ein oder anderer Stelle auch zu detailliert geworden ist. Daher werde ich den Exkurs in zwei Teilen begehen, wobei ich heute im Wesentlichen bei RNA und Co. bleibe.

 

 

Über mangelnde Geldzuflüsse kann sich der Biotech und Pharma-Sektor seit Corona wahrlich nicht beklagen. 2020 soll –je nachdem welche Kriterien man da anlegt- eines der besten Jahre für die Biopharma-Industrie gewesen sein. Der SPDR Biotech ETF stieg im Laufe des letzten Jahres bis zum Februar um fast 90% (ohne Corona-Delle) und sowohl das Volumen als auch die Anzahl der IPOs brechen 2020 und 2021 Rekorde.

Manche Analysten treibt da schon die Sorge um, ob sich eine vermeintliche Blase bereits in einer Überfinanzierung im Venture-Bereich bemerkbar macht, in dem zu viele sogenannte me-too Konzepte finanziert würden. Braucht die Welt wirklich eine weitere CD19-gerichtete Zelltherapie (CAR-T) oder wächst die Zahl der Immuno-Onko-bezogenen Programme ohne nennenswerte Wirksamkeit? Andere "heiße" Bereiche scheinen im Verhältnis zu ihrer praktischen Anwendung überbewertet zu sein, wobei KI und maschinelles Lernen in der Medikamentenentwicklung die prominentesten sein sollen. Die Risiken in der Biotechnologie seien ja trotz aller Fortschritte nicht geringer geworden und ob sie heute in den Kapitalmärkten angemessen eingepreist sind, wird bezweifelt.

Dass die Zeiten diesmal anders sind, und dass die Unmengen an Börsengängen oder Übernahmen diesmal nicht nur Ausdruck von Übertreibung sind, sondern das Resultat einer erstaunlich produktiven Stimmung, die sich erstmals in handfesten medizinischen Erfolgen wiederspiegelt, die Jahre zuvor noch als Hirngespinst abgetan wären ..... ja, das wurde, wenn ich so recht überlege, fast jedes Jahr irgendwo geschrieben. Aber vielleicht ist es ja nun doch anders.

Immerhin, einer der renommiertesten Pharma/Biotech und Medicinal Chemistry-Blogger, Derek Löwe, der sich nie zu weit aus dem Fenster lehnt, wenn es um Revolutionen und Disruptionen geht, schreibt diesmal:

But things do change, and right now I also have to add that for several years I’ve also been saying that in my career (post 1989) I have never seen so many interesting and novel therapeutic opportunities as there are right now. We have so many things working these days – cell therapies of all kinds, bifunctionals/degraders, various shots at gene therapies and more – and seeing this all hit more or less simultaneously really does seem like something that hasn’t happened before (or at least not in a very long time). That is surely one big reason why so much money is coming into this sector; there are a lot of good things to be putting it into. (…)

But there’s also a case that we have not abrogated the sorts of cycles that have brought past investment booms to an end, either.

https://blogs.sciencemag.org/pipeline/archives/2021/08/12/the-money-keeps-on-flowing-in

 

Ja, beeindruckend ist es wirklich; neben Modernas mRNA-Vakzine haben wir hervorragenden Ergebnisse von CRISPR Therapeutics und Vertex (VRTX) bei Sichelzellkrankheit bzw. Beta-Thalassämie mit CRISPR-Gen-Editierung, die Östrogenrezeptor-Protein-Degradierer (PROTAC) von Arvinas (ARVN),  die neuesten Daten von Amgen (vielleicht gefolgt von Mirati Therapeutics, MRTX) zu Kras, einem Onkogen, das seit Jahrzehnten ganz oben auf der Liste der meistgesuchten therapeutischen Ziele in der Onkologie steht, sich aber allen Bemühungen hartnäckig widersetzt hat, sich „therapieren“, d.h. hemmen zu lassen.

Oder das Antibody-Drug-Konjugat (ADC) Sacituzumab-Govitecan für dreifach negativen Brustkrebs von Immunomedics (IMMU, übernommen von Gilead),  Alexions Komplement C5-Inhibitor (jetzt AstraZeneca)  oder Myokardias Mavacamten zur Behandlung der hypertrophen Kardiomyopathie (jetzt Bristol-Myers-Squibb), um nur einige Punkte zu nennen, die z.T. auch hier im Biotonikum Thema waren. Viele kleinere Startups, nicht selten im Sequenzier- und Liquidbiopsy-Markt wurden ebenfalls übernommen.

Vor diesem beeindruckenden Hintergrund ist es dann auch nicht verwunderlich, dass Biotech boomt.

Interessanterweise gab es auch klinische Studienergebnisse, die (neben Covid-Impfungen) wahrscheinlich viel größere Auswirkungen auf unser Gesundheitswesen haben werden. Es war eine Meldung, die seltsamer Weise nur von wenigen Menschen an der Wall Street kommentiert wurde.

Hari, der uns schon mit seiner Beobachtung zu SarsCoV2 als potenziellem Auslöser systemischer Erkrankungen der Gefäße noch vor Nature oder dem NEJM verblüffte, wies nach der Meldung von NovoNordisk darauf hin.

Nämlich auf die erstaunlichen Ergebnisse der sogenannten STEP1-Studie zur Gewichtsreduktion durch Semaglutid. Ergebnisse die zwei etablierte Medikamentenklassen grundlegend verändern werden: SGLT2-Hemmer und GLP-1-Agonisten.

Das Potential von Semaglutid, ein einmal wöchentlich injizierbares Diabetes-Medikament (demnächt wohl oral verfügbar), um Gewichtsverlust zu verursachen ist dabei keine Neuigkeit.

Diese beiden Medikamentenklassen sind seit Jahren für die Behandlung von Typ-2-Diabetes zugelassen.

Da Fettleibigkeit Diabetes verursachen kann, könnte die Behandlung mit Semaglutid Diabetes bei fettleibigen Patienten verzögern oder sogar verhindern.  Das ist natürlich ein enormer Nutzen für z.B. geschätzte 90 Millionen Amerikaner, die im Jahr an Prädiabetes leiden.

Im Moment ist Rybelsus (so nennt sich die Pillenform) nur für die Behandlung von Diabetes zugelassen, aber wenn Novo Nordisk Studien bei Adipositas durchführt und die Daten mit den STEP 1-Ergebnissen übereinstimmen, könnte es die dominierende Behandlung für Adipositas werden.

Im März berichtete übrigens auch Eli Lilly über die Ergebnisse der Surpass-II-Studie, in der ihr Tirzepatid im direkten Vergleich mit Novos Semaglutid getestet wurde. Das Lilly-Präparat in der höchsten Dosierung hatte sogar noch eine stärkere Gewichtsreduktion bei Typ II Diabetes Patienten zur Folge, aber es ist zu beachten, dass Semglutid von Novo in der Surpass II Studie in einer Dosis von nur 1 mg getestet wurde - viel niedriger als die 2,4 mg-Dosis, die in der STEP1-Studie getestet wurde.

 

Da das Thema SGLT und GLP-Agonisten auch bei bestimmten bislang nicht heilbaren Herzerkrankungen (HFpEF) eine wichtige Rolle spielt, werde ich, dazu auch noch mal etwas schreiben. Eine Firma, die ich bereits in präbiotonikalen Zeiten vorstellte, könnte hier vielleicht punkten, nämlich Lexicon Pharmaceuticals (LXRX).

Soweit erstmal ein kleiner Abstecher zu den Medikamenten, die so ganz ohne das Attribut „Precision Medicine“ eher langweilig daherkommen.

 

Aber wir suchen ja die Antwort auf die Frage, was die aufkeimenden Konzepte von heute sind, die morgen die Medizin revolutionieren werden, quasi die nächsten Modernas.

Beantworten kann ich diese Frage natürlich nicht, obwohl es andererseits gar nicht so schwer ist, die neusten Entwicklungen in Biotechnologie und medizinischer Forschung früh zu erkennen.

RNA-Technologien sowohl in Diagnostik als auch bei der Therapie, da sind sich eigentlich alle Propheten sicher- soweit man sich bei Biotech überhaupt sicher sein kann-, werden weiterhin zu denen zählen, die uns überraschen werden. Ob man dann von Revolution sprechen kann, das ist immer noch eine andere Frage. Einige dieser „hot Topics“ im RNA-Sektor möchte ich ansprechen.

Dass z.B. mRNA dieses Potenzial besitzt, weiß man seit langer Zeit.

Eine Moderna war bereits als Startup-Unternehmen alles andere als ein Geheimtip und dennoch fragten sich die viele, ob das Versprechen von mRNA-Therapeutika jemals sinnvoll umgesetzt werden würde.

Gut, um fair zu sein, außerhalb von Impfstoffen, machen sich viele immer noch berechtigte Sorgen, denn viele mRNA-Strategien zielen auf Krebserkrankungen ab- ich beschrieb das hier vor zwei Jahren am Beispiel von BioNtech im Zusammenhang mit einem CART-Programm.

Die Herausforderungen bei der Entwicklung von Krebsimpfstoffen im Vergleich zu Impfstoffen gegen Infektionskrankheiten sind viel komplexer, vor allen Dingen wirken die meisten Impfstoffe gegen Infektionskrankheiten prophylaktisch, während Krebsimpfstoffe therapeutisch sind. Der Begriff einer Krebsvakzine mag verwirrend klingen, denn bei diesen Therapien kann man nicht zwangsläufig von Immunisierung im eigentlichen Sinne des Wortes sprechen, dennoch gibt es zwei von der FDA zugelassene prophylaktische Krebsimpfstoffe, und diese beiden Impfstoffe werden zur Vorbeugung von virusbedingten Malignomen (durch HPV und HBV) eingesetzt.

Die Transfektion von mRNA in dendritische Zellen (DC, Antigen-präsentierende Lymphozyten) für den adoptiven Transfer war Bestandteil der ersten mRNA-basierte Krebstherapie, die in die klinische Studie ging. Obwohl diese DC-basierten mRNA-Impfstofftherapeutika immer noch die Mehrheit der mRNA-Krebsimpfstoffe in klinischen Studien ausmachen, werden in-vitro-Transfektions-mRNA-basierte Immuntherapien, die durch nicht-virale Vektoren verabreicht werden- in der Regel mittels der jetzt so bekannten Lipidnanopartikel-, in letzter Zeit aufgrund der vielversprechenden Antitumor-Ergebnisse aus präklinischen Studien ausgiebig erforscht, wobei die Firmen Moderna, BioNTech aber auch CureVac die Pionierarbeit leisten.

Noch ist es allerdings viel zu früh, um von einem Erfolg zu sprechen, aber immerhin deuten die ersten Daten zart darauf hin, dass diese mRNA-Impfstoffe auf gutem Wege sind, einige Probleme in der Immunonkologie zu überwinden.

Hier ein aktuelles Beispiel von BioNTech: An RNA vaccine drives immunity in checkpoint-inhibitor-treated melanoma

Dass die Sorgen um das große Potenzial der mRNAs nicht verflogen sind, zeigt leider auch die Mukoviszidose, um bei einem aktuellen Beispiel zu bleiben. Die Mukoviszidose sollte wegen ihrer genau charakterisierten Genetik eigentlich ein perfektes Ziel für mRNAs sein. So versucht z.B. Translate Bio (TBIO), deren momentaner Höhenflug wahrscheinlich der mRNA-Vakzin-Pipeline (u.a. COVID19) zu verdanken ist, via inhalierbarer mRNA die Krankheit zu therapieren. Die bisherigen Ergebnisse sind aber enttäuschend:

 A first-of-its-kind mRNA drug falls short in cystic fibrosis

Ich kann nicht beurteilen, ob die Kurse der Modernas und BioNTechs allein durch weitere Erfolge bei den reinen Impfstoffen so weiter steigen werden, auch wenn die Konkurrenz noch Jahre hinterher hinkt. Aber mulmig wird mir in diesen Höhen eigentlich nicht, denn welche Biotechfirmen können solch gewaltige Gewinne schon in die Forschung investieren.

Da haben es Firmen wie Alnylam oder Ionis, deren Bewertungen gemessen an einer PE Ratio auch nicht gerade niedrig sind, deutlich schwerer. Werden deren Zukunftsausichten vielleicht maßlos überschätzt? Damit sind in einem RNA-Gebiet angekommen, das längst nicht mehr die mediale Aufmerksamkeit erhält wie die mRNA. Verständlicherweise, aber aus rein wissenschaftlicher Perspektive betrachtet vielleicht nicht ganz gerechtfertigt:

 

RNA-Interferenz (RNAi) und Antisense Oligonukleotide (ASO)

Auch die seit Beginn des Biotonicum hier immer wieder besprochene RNA-Interferenz  wurden schon vor über 15 Jahren als “Biotech’s billion-dollar breakthrough Baby“ beschrieben.

Ja, RNAi mit sogenannten small interference RNAs (siRNA) und Antisense-Oligonukleotiden waren die Themen, die auch mich schon in den 90ern, also als sie gerade mal entdeckt wurden und viele Forscher mit Blick auf die ungeahnten therapeutischen Möglichkeiten in Euphorie versetzten, begeisterten. Und die hat sich bis heute gehalten, auch wenn ich heute vieles nüchterner betrachte. Dass die anfangs hohen Erwartungen an diese RNA-Therapien nicht in allen Punkten erfüllt wurden, wird keinen verwundern, aber insgesamt darf man sich über die Entwicklung besonders der letzten Jahre freuen und allen Unkenrufen zum Trotz haben es RNAi und ASO auf holprigem Wege in die Klinik geschafft.

 

Ein Dutzend ASOs bzw. siRNAs, die vier chemische Klassen mit mehreren Wirkmechanismen, die unterschiedliche Verabreichungswege repräsentieren, wurden für die kommerzielle Nutzung zugelassen, darunter das erste RNA-gerichtete Medikament, das ein großer Erfolg bei der spinale Muskelatrophie (SMA) war, Nusinersen bzw. Spinraza von Ionis.

2018 erhielt Patisiran von Alnylam als erstes RNAi-Medikament die Zulassung aufgrund einer Studie, die zeigte, dass das Medikament zu einer deutlichen Verbesserung bei der Transthyretin-Amyloidose führt.

Für „Schlagzeilen“ sorgte auch Milasen, eine ASO-Therapie, die auf dem Prinzip der Spinraza-Wirkweise beruht:

Milasen: The drug that went from idea to injection in 10 months

Patient-Customized Oligonucleotide Therapy for a Rare Genetic Disease

 

Obwohl hier die meisten zugelassenen Arzneimittel für Patienten mit seltenen Krankheiten (orphan disease) bestimmt sind, sind viele dieser RNA-Therapien, die sich in der späten und mittleren Phase der klinischen Entwicklung befinden, für die Behandlung von Patienten mit häufigen Krankheiten vorgesehen.

Eine Ausnahme ist Inclisiran, eine siRNA, die das PCSK9-Gen stumm schaltet. Das PCSK9-Gen war vor einigen Jahren einer der Treiber der Biotechhausse, nicht zuletzt, weil seine Entdeckung und die daraus resultierende Therapiemöglichkeit als ein Triumph der Genetik-basierenden Medikamentenentwicklung angesehen wurde. Dass RNAi dieses Thema aufgegriffen hat, war nur logisch.

Seit letzter Woche dürfen sich RNAi-Fans über folgende Meldung freuen:

The ‘game-changer’ cholesterol drug to be offered on NHS 

Sie bezieht sich auf die Pressemeitteiung  von letzter Woche bezüglich der Vereinbarung zwischen Novartis und dem britischen NHS, das mit dem PCSK9-RNAi-Medikament Inclisiran (entwickelt von Alnylam) Herz-Kreislauf-Erkrankungen effektiver bekämpfen will.  Bereits 2020 hatte man dies schon erwogen.

Wie die PCSK9-Antikörperbehandlung (Regeneron/Amgen) führt auch dieses RNAi-Medikament zu einer starken und stetigen Senkung des LDL-Cholesterinspiegels. Inclisiran übertrifft offenbar die Statine bei der LDL-Senkung und hat einen weiteren Vorteil: Es braucht nur einmal alle sechs Monate verabreicht zu werden.

In der Vereinbarung mit dem britischen Krankenversicherungsprogramm haben Novartis und UK offenbar einen goldenen Mittelweg gefunden. Es gibt einen Preis, mit dem die Arzneimittelhersteller leben können und einen Zugang zu einer sehr großen Zahl von Patienten. Das ist vor dem Hintergrund des PCSK9-Antikörper Desasters von 2016, beI dem die überzogenen Preisforderungen von Amgen und Regeneron dazu führten, dass die Medikamente sich kaum verkauften, erwähnenswert.

 

Dank ständiger Weiterentwicklungen konnte die Dosis dieser anfangs nicht unbedingt nebenwirkungesarmen RNAs von mehreren Milligramm auf einige 100 Mikrogramm (pro Kilogramm Körpergewicht) reduziert werden.

Die RNA-Konjugate der neusten Generationen ermöglichen eine viertel- oder sogar nur halbjährliche subkutane Verabreichung, was meines Wissens nach noch nie in der Geschichte der Pharmazie so realisiert wurde.

Die für mich positivsten Entwicklungen finden nach wie vor im Neurobereich statt. Um effektivere Transportsysteme (Blut-Hirn-Schranke) zu entwickeln, hat Ionis sich kürzlich für eine Zusammenarbeit mit Bicycle Therapeutics (BCYC) entschieden. Ich erwähne das nur mal, weil ich über Bicycle schon einmal geschrieben habe.

Leider sind die Bemühungen der RNAi und ASO-Therapien bei Krebs immer noch von Misserfolgen gekrönt, aber auch hier zeichnen sich erste Hoffnungsschimmer am Horizont ab. Obwohl RNAi-Moleküle Onkogene sehr wirksam zum Schweigen bringen können– man spricht hier auch von gene-silencing-, bleibt der Transport der RNA-Moleküle in die Tumorzellen nach wie vor die größte Herausforderung.  Beirren lässt man sich dadurch nicht und so werden derzeit so viele neue RNAi-Formulierungen in frühen klinischen Phasen erprobt, wie nie zuvor.

In einer dieser Studien für Patienten mit metastasierendem Bauchspeicheldrüsenkrebs sollen sogenannte Exosomen als natürlicher Transporter für siRNAs gegen KrasG12D, die häufigste Mutationsform des KRAS-Gens untersucht werden. Über die Bedeutung dieser Exosomen werde ich später noch eingehen.

Arrowhead Pharmaceuticals (ARWR), eigentlich auf die RNAi-Therapie von Lebererkrankungen (insbesondere HBV) spezialisiert, scheint nun auch beim Nierenzellkarzinom Fortschritte zu machen, während die Krebsprogramme in der riesigen ASO-Pipeline von Ionis immer noch enttäuschen. Die Hoffnung liegt hier in klinische Studien mit ASOs der dritten Generation.

Ob sich die Erwartungen an diese Technologien, nämlich viele „undruggable“ Krankheiten zu therapieren, sich in Zukunft noch besser erfüllen werden, wissen wir natürlich nicht, aber betrachte ich nur die Fortschritte der letzten drei, vier Jahre, so spricht vieles dafür.

Ich hatte es oben schon erwähnt; seit einigen Jahren dominieren andere Technologien die „Fierce Biotech“ Schlagzeilen.  RNAi und ASO gehören nicht mehr zu den 10 most disruptive Technologies, aber das sollte uns nicht darüber hinwegtäuschen, dass sie so aktuell wie nie zuvor sind. Allein die Entwicklungen der letzten 3, 4 Jahre stimmen hoffnungsvoll und auch der Umstand, dass auf diesem Feld immer noch neuartige Konzepte entdeckt werden.

Zum Beispiel Stoke Therapeutics (STOK), eine Firma, die einen ganz neuartigen, genspezifischen ASO-Ansatz zur Behandlung der Ursachen schwerer genetischer Krankheiten- (bislang im ZNS-Bereich) entwickelt, indem sie die Proteinexpression in Zellen, in denen das Zielgen natürlicherweise exprimiert wird, präzise hochreguliert.  Antisense oligonucleotide modulation of non-productive alternative splicing upregulates gene expression

Ein Abebben der RNAi-Welle wird insbesondere seit der Entdeckung der Genschere Crispr/Cas prophezeit. Ich bin da nach wie vor nicht so überzeugt, aber die Herausforderungen werden für RNAi nicht gerade kleiner, denn neuartige Geneditierungs-Technologien sind weiterhin rasant auf dem Vormarsch und. RNA kann man mit diesen Tools bereits erfolgreich editieren.

 

RNA-Editing

Step aside CRISPR, RNA editing is taking off

RNA-Interferenz-Firmen wie Alnylam oder die verwandte Antisense-Technologie von Ionis können nur dafür sorgen, dass ungewünschte bzw. fehlerhafte mRNAs komplett eliminiert werden.

Das RNA-Editing könnte es ermöglichen, vorübergehende Korrekturen in der mRNA vorzunehmen, um Mutationen in Proteinen zu beseitigen oder ihre Funktionsweise in bestimmten Organen und Geweben zu verändern.  Wissenschaftler gehen außerdem davon aus, dass sich RNA-Editing auch bei Krankheiten ohne genetischen Ursprung als nützlich erweisen wird.

Da mRNA normalerweise nicht in DNA umgeschrieben wird und sich somit auch nicht ins Genom integrieren kann, werden die Probleme des Gen-Editings hier nicht auftreten.

Die Biotech-Branche erkennt zunehmend das Potenzial des RNA-Editings, und immer mehr Unternehmen und Start-ups arbeiten in diesem Bereich, auch wenn die Zahl dieser Unternehmen noch überschaubar bleibt.

Bevor diese Technologie jedoch klinisch nutzbar wird, sind noch viele Hürden zu nehmen. Zum jetzigen Zeitpunkt lässt sich nicht sagen, ob oder wann das RNA-Editing den Weg in die Klinik finden wird. Hier ein paar Beispiele dieser Firmen, die soweit ich es sehe aber noch in der vorklinischen Phase arbeiten.

Shape

ProQR (PRQR) https://www.proqr.com/axiomer-technology

ProQR ist eigentlich eher bekannt für seine ASO-Pipeline in der Ophtalmologie.

Durable vision improvement after a single treatment with antisense oligonucleotide sepofarsen: a case report

https://vicotx.com/

Viele Probleme beim RNA-Editing sind noch ungelöst, auch wenn der noch weite Weg zur Klinik durch die Arbeit anderer Vorreiter-Technologien geebnet wurde. So sehr auch die potenziellen Vorteile gegenüber den klassischen RNA-Technologien überzeugen, glaube ich nicht, dass RNA-Editing die RNAi oder ASO-Therapie verdrängen wird. Natürlich werde ich die Biotechs, die sich dieser Art der RNA-Manipulation widmen, verfolgen und darüber berichten, wenn es Neuigkeiten gibt.

 

Nicht-kodierende RNAs

Es gibt aber noch ein anderes großes Thema im Bereich der RNA, nämlich das der nicht-kodierenden RNAs, die mit 98% den größten Teil der durch Transkription gebildeten RNA ausmacht. Lange Zeit wurden diese Bereiche im Genom als genetischer Müll bezeichnet, aber die schrittweise Aufklärung ihrer Funktion führt gerade zu einem Umdenken in der modernen Molekularbiologie.

Small non-coding RNAs, MicroRNAs

Die ersten Biotechs, die damals ihr Glück bei den kleinen nicht-kodierenden RNAs wie z.B. microRNAs (miRNA) zu finden glaubten, wie z.B. die auch schon früh im Biotonicum vorgestellte Firma Regulus Therapeutics (RGLS), aber auch Firmen wie Mirna (jetzt SYBX) oder miRagen Therapeutics (jetzt VRDN) haben es aber nach wie vor schwer. Jedoch nicht, weil die biologische Bedeutung dieser RNA-Formen überschätzt wurde, sondern ganz im Gegenteil- weil ihre Wirkungen von zu zentraler Bedeutung für die gesamte Genregulation sind und darüber hinaus das zielgerichtete bzw. gewebespezifische Einschleusen an den gewünschten Ort immer noch große Probleme bereitet. Leider waren uns sind es auch schwerwiegende Toxizitäten, die miRNA-Studien scheitern ließen.

Trotzdem haben diese kleinen nicht-kodierenden RNAs kaum an wissenschaftlicher Attraktivität eingebüßt, ganz im Gegenteil.

Besonders spannend sind diese Ansätze auch hier bei den neurologischen Krankheiten, wo miRNAs, die die mRNA-Stabilität vieler Gene modulieren, eine besondere Rolle spielen. Hier versucht man nicht die mRNAs der verantwortlichen Gene auszuschalten, wie bei RNAi oder ASO, sondern mit synthetischen miRNA-Nachahmer (Mimetika) oder mit Inhibitoren (Antagomirs) direkt die Aktivitäten der entsprechenden miRNAS zu regulieren. Natürlich kann man diese microRNAs auch via RNAi ausschalten, weshalb einige miRNA-Biotech auch RNAi betreiben. Allerdings zielt derzeit noch keines der miRNA-basierten Programme im klinischen Stadium auf neurologische Erkrankungen ab.

Die Verwendung von miRNA-basierten Therapeutika hat zwei Vorteile. Erstens sind miRNAs natürlich vorkommende Moleküle und verfügen daher über alle Mechanismen für ihre Verarbeitung und die Auswahl nachgeschalteter Ziele. Zweitens wirken miRNAs, indem sie auf mehrere Gene innerhalb eines Signalwegs abzielen und so eine breitere und dennoch spezifische Reaktion hervorrufen.

Der Einsatz natürlich vorkommender miRNAs (oder ihrer Agonisten oder Antagonisten) könnte daher eine vielversprechende Alternative zu bestehenden RNA-basierten Therapien darstellen und die therapeutische Wirkung im Vergleich zu synthetischen siRNAs oder ASOs, die nur ein einziges Zielgen beeinflussen, erhöhen.

Einige dieser RNA-Formen, wie z.B. miR-34 - ein natürlich vorkommende Tumorsupressor-RNA- befinden sich noch in frühen klinischen Phasen, aber es scheint sich auch hier abzuzeichnen, dass man die Toxizitäten noch nicht so richtig in den Griff bekommt : Phase 1 study of MRX34, a liposomal miR-34a mimic, in patients with advanced solid tumours: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7251107/

Momentan finden wir miRNAs zum überwiegend Teil noch in der akademische Forschung, lediglich der diagnostische Sektor schaffte es schon vor Jahren auf den Markt.

Das erste Unternehmen, das sich auf miRNA-basierte Diagnosetests konzentrierte war Rosetta Genomics mit einen miRNA-Test, der die Identifizierung von Krebserkrankungen unbekannter oder unklarer primärer Herkunft ermöglichte. Dies war der erste miRNA-basierte liquid biopsy Test, der für einige Krebsarten auch bald zugelassen wurde. Diese diagnostischen miRNA Tests werden seit 2018 von Interpace Biosiences (IDXG) für Schilddrüsenkrebs weiterentwickelt. Ansonsten gibt es hier noch einige kleinere, meist private Firmen. Der Markt ist aber im Vergleich zu dem liquid-Biopsy-Sektor von Invitae und Co. noch klein. Das wird sich vielleicht ändern.

Long-non-coding RNAs und Natural Antisense Transcripts (NATs)

Obwohl viele der bislang genutzten RNA-Strategien vielversprechend sind, kann keine von ihnen die Hochregulierung von Genen auf lokusspezifische Weise ermöglichen. Das könnte sich vielleicht mit den langen nicht-kodierenden RNAs (lncRNAs) ändern, denn seit kurzem weiß man, dass sie die Steigerung der Expression spezifischer Gene bewirken.

Solche lncRNAs sind im menschlichen Genom außerordentlich weit verbreitet,- lange Zeit waren diese Bereiche im „dark Genom“ ein Mysterium-, aber heute weiß man, dass viele dieser lncRNAs- die Expression einzelner Gene in Schach halten.

Die veränderte Expression einer enorm wachsenden Zahl von lncRNAs wird inzwischen bei vielen Krankheiten beobachtet und man darf mit Fug und Recht behaupten, dass dieses noch sehr junge Gebiet zu den faszinierendsten in der Biologie gehört.

Ein Gebiet, das möglicherweise unser Verständnis zur Genregulation und damit auch zur Ätiologie von Erkrankungen grundlegend verändern wird.

Leider sind die Funktionen vieler lncRNAs aufgrund des Mangels an geeigneten Screening-Tools (z.B. loss of function Assays) noch weitgehend unbekannt.  Einige wenige dieser RNA-Formen sind aber schon zu einem der Hauptschwerpunkte in der Onkologie geworden. Auch bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen und bei neurodegenerativen Krankheiten werden sie intensiv untersucht. Soweit ich das beurteilen kann, spielt sich das überwiegend noch im akademischen Bereich ab, aber dennoch gibt es Firmen, die versuchen diese therapeutischen Möglichkeiten „auf den Markt“ zu bringen.

Zur Zeit beschäftigen sich wenige Firmen mit einer besonderen Form dieser RNAs, nämlich den natural antisense Transcripts (NATs) bzw. den sogenannten AntagoNATs. Diese lncRNAs fungieren ebenfalls als feine Modulatoren der Transkription. Sehr gut untersucht sind NATs, die einen einzelnen Genort oder eine kleine Untergruppe verwandter Gene reguliert. Die NAT-vermittelte Regulierung ist bei mehr als 60 % der proteinkodierenden Loci vorhanden und bei zahlreichen neurologischen Erkrankungen gestört.

Die Firma , die als erste versuchte, sie therapeutisch zu nutzen, war RaNA Therapeutics , die  von Translate Bio (TBIO) übernommen wurde. Ob das weiter oben schon erwähnte Unternehmen allerdings noch aktiv an den sogenannten AntagoNATs forscht, ist mir nicht bekannt.

OPKO Health  (https://www.pharmaceutical-business-review.com/news/opko-health-acquires-curna-020211/) ist möglicherweise das einzige börsennotierte Unternehmen, das diese therapeutischen Ansätze mit lncRNAs vorantreibt.

https://www.globenewswire.com/news-release/2021/07/12/2261129/0/en/OPKO-Health-Licenses-Oligonucleotide-Therapeutics-Platform-to-CAMP4-Therapeutics.html

Die Ausschaltung von NAT-Molekülen oder die Blockierung ihrer Interaktion führt zu einer Hochregulierung der entsprechenden proteinkodierenden Gene. Diese sogenannten AntagoNATs  befinden sich derzeit in der Zulassungsphase bei OPKO für neurodegenerative Erkrankungen, darunter ein AntagoNAT, das die Expression eines  Natriumkanals Typ 1 hochregulieren soll, dessen teilweises Fehlen eine schwere Form der Epilepsie im Kindesalter auslöst (Dravet-Syndrom).

Wie gesagt; all diese Entwicklungen stecken noch in den Kinderschuhen, aber mit weiteren Erkenntnissen zur Beeinflussung der Genexpression ist es wahrscheinlich, dass andere Biotechs oder Pharmas diesem Beispiel folgen werden.

Das werden wahrscheinlich auch Firmen sein, die sich im im Sequenzier- und Genome-Engineering Sektor befinden, denn, wenn es sich bewahrheitet, dass diese RNA-Formen eine Schlüsselrolle in der Genregulation übernehmen, dann müssen wir davon ausgehen, dass die räumliche und zeitliche Expression dieser Moleküle auf zellulärer Ebene entscheidend ist.

Und das führt uns in das Gebiet von  Single cell-RNA Sequencing und Spatial Trancriptomics.

Singel cell- RNA-Sequencing, eine seit Jahren stark wachsende Technologie, zählt nach Ansicht vieler Analysten zu den Themen, die neuartige Konzepte in der biomedizinischen Forschung hervorbringen und unser Verständnis über viele Krankheiten grundlegend verändern wird.

Das Geheimnis des Lebens liegt darin, dass einzelne Zellen früh programmiert werden und später spezifische Funktionen ausüben. Homogenisate vieler Zellen zu sequenzieren, bringt unser Verständnis somit nicht weiter.“ sagte Nikolaus Rajewsky, Professor für Systembiologie am MDC in Berlin über die Bedeutung dieser Methode im Zusammenhang mit der Sequenzierung von RNA-Transkripten (scRNA-Seq)

Ein vielversprechendes Beispiel dazu erschien im Oktober 2020, als eine australische Gruppe scRNA-seq einsetzte, um das Tumormikroenviroment (TME) menschlicher (triple negative) Brustkrebszellen zu entschlüsseln.

Es war die Cover Story: Stromal cell diversity associated with immune evasion in human triple-negative breast cancer im EMBO Journal mit klaren Implikationen: Erst das Verständnis der Rolle der Zellzustände im Tumorstroma, die zur Resistenz gegen herkömmliche Therapien führen, kann zu wirksameren Medikamente führen.

Schaut man auf die Firmen, die das spatial single cell sequencing schon auf den Markt gebracht haben- im Wesentlichen sind deren Kunden noch gut finanzierte akademische Einrichtungen und einige große Biopharmas- dann kommt man zu zwei Firmen, die im molekularbiologischen Sektor schon länger einen Namen haben:

10X Genomics (TXG) für die räumlich aufgelöste Transkriptomik ein und hat diese vor kurzem verfügbar gemacht.  Der neue digitale Spatial Profiler von NanoString (NSTG)  generiert digitale Gesamttranskriptome für Hunderte von Analyten aus einem Dutzend Gewebeschnitten pro Tag und liefert Informationen über die Zell-Zell-Heterogenität.

Analysten gehen davon aus, dass der Markt für diese „spatial Transcriptome“ um die 15 Milliarden Dollar liegt, wobei der Durchsatz von der Untersuchung einiger weniger Biomarker bis zum gesamten Transkriptom  mit multizellulärer bis subzellulärer Auflösung reicht.

NanoString und 10xGenomics und vielleicht ein paar Startups werden sich hier einen spannenden Kampf liefern, bei dem es nicht nur um Produkte, sondern in erster Linie um Daten geht.

Dazu ist natürlich der Zugang zu Gewebeproben, um kranke mit gesunden Zellen zu vergleichen, entscheidend. Daher sind Indikationen in der Hämatologie und Immunologie bisher die am meisten untersuchten Fälle.

Aber auch andere Gebiete sind reif für die Anwendung von Einzelzelltechnologien. Die regenerative Medizin, die pluripotente Stammzellen verwendet, ist eine weitere interessante Anwendung, da die Zellentwicklungen (Optimal-Transport Analysis of Single-Cell Gene Expression Identifies Developmental Trajectories in Reprogramming) zeitlich aufgezeichnet und analysiert werden können, was möglicherweise auf genau die Momente hindeutet, in denen ein Wechsel von zellulärer Gesundheit zu Krankheit stattfindet.

2017 schrieb ich mal hier in „Biozukunft“ zu circuit Pharmacology:

Die moderne Sequenziertechnik in Verbindung mit betimmten mikrofluidalen Systemen ist in der Lage, in einem komplexen Zellverbund, z.B. in bestimmten Hirnarealen oder in Tumoren die Aktivität jedes Gens (hier: Transkription in RNA) in jeder einzelnen Zelle zeitlich und räumlich zu bestimmen. Dabei können Zig-Tausende von Zellen parallel sequenziert werden, da jedes Transkript einen für jede Zelle spezifischen Barcode trägt. Diese Aktivitäten können dann zusätzlich noch mit den genomischen Daten korreliert werden, um Netzwerke etc. sichtbar zu machen. Big data eben.

In den ersten Tagen des single cell sequencing hat jedes große Pharmaunternehmen eine eigene Abteilung dafür eingerichtet, was aber nicht von großem Erfolg gekrönt war, da schnell klar wurde, dass die bloße Sammlung von Daten allein kaum ausreicht, um sie sinnvoll nutzen zu können, denn dieses Gebiet ist in hohem Maße abhängig von interdisziplinärer Forschung. Das beinhaltet so ziemlich alle Facetten aus Medizin, Biologie, und natürlich Datenverarbeitung insbesondere die Implementierung maschinellen Lernens. Der Weg von der Identifizierung eines RNA-Expressions-Musters über eine Zielstruktur bis hin zur Arzneimittelentdeckung wird im Einzelzellbereich nicht mehr intuitiv gefunden.

Hier trifft nun die Einzelzellgenomik (Gen-Sequenzierung) auf die Gentechnik bzw. das Genom-Engineering (Gen-Synthese)

Will man die Funktion eines Gens aufklären, nutzt man die Methoden der revesen Genetik. Hierbei wird das betreffende Gen einfach ausgeschaltet und man untersucht dann den resultierenden Phänotyp. Die 2016 entwickelte „Perturb-seq“ stellt dabei einen neuartigen Ansatz dar, der die Untersuchung von Phänotypen auf der Ebene des Transkriptoms (also der RNA) ermöglicht, um Genfunktionen in Tausenden Zellen parallel aufzuklären.

Perturb-seq oder andere konzeptionell ähnliche Protokolle können zur Beantwortung eines breiten Spektrums biologischer Fragen eingesetzt werden, und die Anwendung dieser Technologie wird sehr wahrscheinlich stark zunehmen. Im Prinzip nutzen diese Techniken Crispr/Cas-Systeme um Gene auszuknocken oder aber um einzelne Basen im Gen zu verändern, weshalb man auch schon mal von CRISPR-Seq spricht.

Inscripta, eine kleine Biotechfirma aus Colorado, will das Genome-Engineering durch seine digitale Perturb-seq-Plattform revolutionieren. Die Firma hat dazu u.a. eine eigene Crispr-Nuklease entwickelt (Synthetic chimeric nucleases function for efficient genome editing).

Ziemlich viel Aufwand, denn die Suche nach natürlichen Knockouts mit konventionellen Methoden wäre ja prinzipiell auch möglich (wie bei PCSK9), aber die Größe der Kohorten, die benötigt würden, um die meisten dieser Effekte in natürlichen Populationen zu finden, wäre einfach zu riesig.  Evaluating drug targets through human loss-of-function genetic variations

Inscriptas „digitale Revolution“ der Gentechnik, soll es Pharmaunternehmen ermöglichen, bestimmte Varianten gezielt einzuprogrammieren und mit Hilfe von Einzelzellmessungen die Auswirkungen auf zellulärer Ebene zu verstehen. In dem Maße, in dem man in größerem Maßstab diese Pertubationsassays durchführen kann, wird man auch schneller in der Lage sein, einzelne zellspezifische Targets mit Wirkstoff- und Toxizitätsprofilen mit viel größerer statistischer Aussagekraft als bisher zu verbinden.

Wie gut das allerdings wirklich klappen wird und inwieweit Firmen wie Inscripta diese Technologie vergolden kann, wage ich nicht zu beurteilen.  Momentan hat Inscripta eine Zusammenarbeit mit Fate Therapeutics (FATE)  zum Gen-Engineering abgeschlossen, um effektiver off-the shelf-NK-Zellen für zelluläre Immuntherapien bei Krebs herstellen zu können. Zumindest ist das schon mal ein Anfang.

Natürlich kann man beim Thema Einzelzell-Sequenzierung nicht die eigentlichen Gen-Sequenzierer übergehen.

Dazu komme ich dann im nächsten Teil der Exkursion, bei der wir „long Reader“ von Pacific Bioscience und Oxford Nanopore bewundern werden. Nach einem kurzen Abstecher bei den klassischen GenTechs alá Bluebird  führt der Weg über die Gen-Editierer namens Editas ode Crispr-Therapeutics und einigen „CARTs“ schließlich zu einem Unternehmen, das mit seinem KI-basierten Konzept der Medikamentenherstellung schon bald die Pharmabranche ins Wanken bringen will.

bis dahin

Toni

 

 

*** Bitte beachten Sie bei der Nutzung der Inhalte dieses Beitrages die -> Rechtlichen Hinweise <- ! ***

Nobelpreis für Chemie

Heute ist ja CRISPR-Tag, denn der Nobelpreis für Chemie geht an Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier.

Ob die heutigen Kurssprünge von EDIT und CRSP als Applaus zu werten sind, weiß ich nicht, aber im Allgemeinen lassen sich Investoren von akademischen Meriten ja nicht so leicht täuschen (oder begeistern).

Egal, die beiden Forscherinnen haben den Nobelpreis für eine der wichtigsten Entdeckungen verdient.

Dennoch will ich mal einige der Forscher erwähnen, die maßgeblich an der Entdeckung beteiligt waren. Dabei will ich allerdings nicht allzu weit ausholen, denn diese palindromen DNA-Sequenzen wurden schon in den 80ern entdeckt, allerdings ohne jegliche Ahnung, um was es sich da handeln könnte.

Bereits 1993 publizierte Francisco Mojica aus Alicante eine Arbeit, in der er diese seltsamen Sequenzen in Haloferax mediterranei entdeckte. Er ging 2002 der Sache weiter auf den Grund und erkannte als erster, dass diese SRSR-Sequenzen, wie er sie nannte (Short Regularly Spaced Repeats) in vielen Bakterien vorkommen und wahrscheinlich die am weitesten verbreiteten Wiederholungssequenzen in Prokaryonten waren.

Biological significance of a family of regularly spaced repeats in the genomes of Archaea, Bacteria and mitochondria

"The question emerges here as to whether the SRSRs have a common function in prokaryotes, or whether their presence is reminiscent of ancient sequences and their role diverged with evolution."

2002 wurden von Ruud et al. aus Utrecht gezeigt, dass es sich bei den Cas-Proteinen, die hier erstmals identifiziert wurden um DNA-Bindungsproteine handelte. Aber der Ursprung und die Funktion der Repeats und ihrer assoziierten Proteine waren immer noch ein Rätsel.

In ihrem Artikel werden die Akronyme CRISPR und Cas (Crisp-assoziiert) erstmals vorgeschlagen:

Identification of genes that are associated with DNA repeats in prokaryotes

This is consistent with the findings of Mojica et al. (2000), who suggested that the DNA repeat sequenses of the CRISPR loci have characteristics that are exhibited by recognition sites for DNA‐binding proteins.

2005 wurde es dann aber wirklich spannend, denn gleich drei Gruppen, darunter auch die von Mojica konnte zeigen, dass die zwischen den CRISPR-Repeats eingelagerten Sequenzen von fremden Organismen stammt:

Hier als Beispiel die Arbeit von Gilles Vergnaud:

 CRISPR elements in Yersinia pestisacquire new repeats by preferential uptake of bacteriophage DNA, and provide additional tools for evolutionary studies

Er und seine Mitarbeiter stellten fest, dass diese Sequenzen zwischen den sich wiederholenden Elementen (Repeats) tatsächlich von Bakteriophagen-DNA stammten.

Hier wurde zum ersten Mal darüber sinniert, ob diese seltsamen, sich wiederholenden Elemente irgendwie an den Infektions- und Verteidigungsmechanismen der Bakterien und Archaeen selbst beteiligt waren.

Zwei Jahre später dann diese herausragende Arbeit:

CRISPR Provides Acquired Resistance Against Viruses in Prokaryotes

Seit dem war klar, dass CRISPR Teil eines adaptiven Immunsystems bei Bakterien ist.

Eine Erkenntnis, die eigentlich Nobelpreis-würdig wäre, aber - so hart es klingen mag- leider konnten die Autoren nicht genau zeigen, wie das Ganze wirklich funktioniert, obwohl ihnen klar war, dass es einen Mechanismus geben musste, der die DNA der Bakteriophagen zerschnitt und Stücke davon in die Bakteriensequenz einfügte, um sie sich für den Fall einer weitern Infektion zu merken.

Das gelang eben Doudna und Charpentier, aber man muss dabei auch Virginijus Šikšnys aus Vilnius erwähnen, der möglicherweise sogar schon vor den beiden Heureka rufen konnte. Tragischerweise wurden seine Arbeit aber mehrmals abgelehnt:

https://en.wikipedia.org/wiki/Virginijus_%C5%A0ik%C5%A1nysrnSince 2007 V.

Šikšnys focused on mechanistic studies of CRISPR-Cas, the newly discovered bacterial antiviral systems, and was among the first to demonstrate programmable DNA cleavage by the Cas9 protein.[4][5][6][7] According to V.Šikšnys, his article was not even considered as serious by the editor board of the academic journal and was not sent to the reviewers, therefore the time needed to be recognized as first was lost.[8] Martin Schlak reported that Šikšnys submitted his article describing DNA cleavage by Cas9 to Cell Reports on April 18, 2012. After its rejection without peer review, he sent it to PNAS one month later, and it took several months for review and publication. In the meantime, Jennifer Doudna and Emmanuelle Charpentier had published their findings in Science where their findings were reviewed and accepted within two weeks.[9]

Wie auch immer; Doudna und Charpentier gelang es, auf eindrucksvolle Weise zu beweisen, dass es noch eine „Leit-RNA“ geben musste, deren Sequenz haargenau bestimmte, wo im Genom die DNA des Eindringlings ( hier: des Phagen) geschnitten werden sollte.

Genau dieses fehlende, fast trivial anmutende Detail im CRISPR-Puzzle machte aus einer mysteriösen Palindromsequenz dann diese gewaltige Entdeckung.

Gratulation

 

*** Bitte beachten Sie bei der Nutzung der Inhalte dieses Beitrages die -> Rechtlichen Hinweise <- ! ***

Taysha Gene Therapies, AVROBIO und Orchard Therapeutics

Eigentlich wollte ich über die von Hari erwähnte Gentechnik Firma Taysha Gene Therapies ein paar Worte im Forum verlieren. Da es dann doch mehrere geworden sind, mache ich da einen kurzen Artikel raus. Das Biotonikum freut sich nach der Sommerpause sicherlich.

Taysha Gene Therapies konzentriert sich auf monogenetische Erkrankungen des Zentralnervensystems. Das Hauptprogramm ist offenbar die seltene GM2-Gangliosidose, zu der die Tay-Sachs- und die Sandhoff-Erkrankung gehören.

Konrad Sandhoff war mein Doktorvater; meine ersten Gehversuche in der Biochemie machte ich tatsächlich mit Tay-Sachs-Gehirnproben.

Aber das nur am Rande. Über die Firma kann ich eigentlich gar nicht viel sagen, denn mit Publikationen geizen sie eher. Das ist natürlich auch nicht ganz verwunderlich, denn bislang handelt es sich ja ausschließlich um präklinische Forschung bzw. um „Discovery“.

Auf den ersten Blick sieht für mich alles eher unspektakulär aus, was bitte nicht despektierlich zu werten ist, denn für die Patienten darf man den Börsengang sicherlich als Erfolg werten. Die Firma nutzt wie die Mehrzahl der Gentechs, die in diesem Sektor arbeiten, die AAV-Technologie, also die adenoviralen Vektoren als Genfähren, die uns seit Corona ja hinlänglich bekannt sind.

Sämtliche Erkrankungen, die von Taysha ins Visier genommen werden, sind nicht nur monogener Natur, sondern auch monokausal, was die Sache schon mal wesentlich einfacher für eine klassissche Gentherapie macht. Zu dieser Klasse gehören fast alle dieser lysosomalen Speicherkrankheiten, an denen natürlich andere Biotechs wie Pharmas ebenfalls seit langem forschen.

Das gilt auch für Erkrankungen wie z.B. Angelmann-, Rett-Syndrom, CLN-1 (neuronale Ceroid-Lipofuszinose) etc.

Für Tay-Sachs, bzw. die GM2-Gangliosidose scheint es aber nur noch Axovant als börsennotiertes Unternehmen zu geben.

Auch Axovant versucht, mittels AAVs das korrigierte Gen (es ist die Hexosaminidase) ins Gehirn einzuschleusen.

Da diese Vektoren aber die Bluthirnschranke (BHS) nicht passieren können (?; siehe unten), sind hier Chirurgen bzw. invasivere Methoden gefragt. Taysha will dabei eine eigene (?) Technik zur intrathekalen Injektion in den Nervus vagus anwenden, gibt aber gleichzeitig an, dass ihr AAV9-Vektor, die BHS nach i.v. Injektion passieren kann. Die intrathekale Verabreichung solle nur erprobt werden, um festzustellen, ob ggf. geringere Virus-Titer erforderlich sind.

Prinzipiell stimmt es, dass der AAV9-Vektor bestimmte Endothelzellen der BHS (irgendwie) durchqueren kann, aber meines Wissens nach, ist noch nie beim Menschen gezeigt worden, dass dies wirklich effizient klappt. (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/jnc.13898 )

Aber vielleicht haben sie ja enorme Fortschritte auf diesem Gebiet gemacht. Auf jeden Fall werden die AAV9-Vektoren auch von andere Firmen bei ZNS-Erkrankungen (aber nicht nur) erprobt. Nämlich:

Abeona Therapeutics, die ja mit Taysha zusammenarbeiten, Esteve Pharmaceuticals (privat), Rocket Pharma, Novartis/Avexis (SMA!, aber auch hier wir intrathecal injiziert), Avrobio (AVRO),  Amicus (FOLD), Solid Bio, Pfizer, Passage Bio, Prevail Therapeutics (Parkinson), BridgeBio, RegenxBio (ursprünglich ein reiner Vektor-Entwickler) und Audentes (BOLD) nutzen diesen Vektor ebenfalls. Die meisten der hier erwähnten Biotechs habe ich im Biotonikum schon einmal vorgestellt oder zumindest erwähnt.

aus: The Wonder Years – Gene Therapy Enters the Age of Adolescence

Seltsamerweise wird Taysha dort nicht erwähnt (oder ich habe sie übersehen).

Methoden, um die BHS durchlässig zu machen bzw. sie irgendwie zu permeabilisieren (meist für Proteine oder small compounds) werden fast jährlich publiziert, häufig im Zusammenhang mit bösartigen Hirntumoren wie dem Glioblastom. Auch hier sehen die präklinischen Daten (Mäuse) immer ganz nett aus, aber echte Durchbrüche sind mir nicht bekannt. Die für mich interessantesten Ergebnisse dazu wurden dieses Jahr in Science veröffentlicht:

Neurotransmitter-derived lipidoids (NT-lipidoids) for enhanced brain delivery through intravenous injection 

Vielleicht wird das ja endlich mal was.

Ok, zurück zu Taysha. Die werben ansonsten mit zwei weiteren Technologie-„Plattformen“, zu denen es aber auch schwierig ist, Substantielleres zu erfahren.

Die miRARE-Tech: vereinfacht gesagt, wird dem korrigierten Gen (Transgen) noch eine regulierende Funktion mit auf den Weg gegeben, damit sichergestellt werden kann, dass es auch in der richtigen Menge abgelesen wird. Das erfolgt über eine microRNA (miRNA, siehe z.B Regulus Therapeutics), die den Promotor des Gens unter Kontrolle hält. Im Prinzip geht es hier meistens darum, dass die Immuntoleranz gegen das Transgen erhalten bleibt, was bei Gentherapien leider nicht immer der Fall ist.

Aus diesem Grunde entwickeln viele GenTechs diese sogenannten miRNA-Promotor-Regulationen, die aber meines Wissens nach noch nicht in der Klinik angekommen sind, aber da kann ich mich irren. Auf jeden Fall hat sich das Prinzip in der präklinischen Entwicklung als sehr vorteilhaft erwiesen, insbesondere bei onkolytischen Viren.

Da viele virale Vektoren einen breiten Gewebetropismus aufweisen, was im Allgemeinen die Verwendung mehrerer Zielstellen erfordert, um ein Transgen auf einen bestimmten Gewebe- oder Zelltyp zu beschränken, ist eine Optimierung der Zielstellen allerdings erforderlich, was die Sache aber auch sehr kompliziert bis unberechenbar macht.

Daher entwickelt Taysha als zweite Technologie-Plattform auch AVV9-Vektoren (novel Capsid Technology oder so ähnlich), die noch spezifischer die neuronalen Ziel-Zellen erkennen sollen.

Da mir keine genaueren Daten zu den von Taysha entwickelten Technologien bekannt sind, kann ich leider wenig Sinnvolles dazu sagen. Dass sich ihre Kapitalgeber allerdings mit leeren Versprechungen zufrieden gaben, darf auch als unwahrscheinlich betrachtet werden. Aber das kommt natürlich vor, wie wir wissen.

Interessant sind diese Ansätze in jedem Fall, aber inwieweit sich Taysha da von seiner Konkurrenz unterscheidet, ist für mich momentan schwer zu beurteilen.

Die Maßstäbe, die heute an Gentherapie angelegt werden, sind natürlich um ein Vielfaches höher als noch vor 10 Jahren. Kurativ muss es bei den Preisen schon sein, aber wenn Taysha irgendwann erste Berichte zu Tay-Sachs oder der Lipofuszinose, die wenigstens das Proof of Concept untermauern, vermelden kann, dann wird das sicherlich gebührend honoriert werden. Danach ist aber Schluss mit Welpenschutz.

Es gibt übrigens noch zwei frische NASDAQ gelistete Gentechs, die sich ebenfalls den ZNS-Erkrankungen (zum Teil) widmen, aber hier auf die historisch ältere Strategie der Lentiviren zurückgreift.

Es handelt sich um AvroBio (AVRO)  und Orchard Therapuetics (ORTX) 

Die lentiviralen Vektoren werden gelegentlich bei ex vivo Therapien verwendet (Bluebird benutzt diese Technologie zum Beispiel).

Lentivirale Vektoren, die das veränderte Gen tragen sollen, werden  in hämatopoetische Stammzellen der Patienten im Labor oder ex vivo eingebracht. Diese modifizierten Stammzellen tragen nun die gewünschte genetische Information und können dem Patienten wieder zugeführt werden. Dieser Ansatz kann den AAVs in einigen Punkten überlegen sein.

Erstens sind die modifizierten Stammzellen für den Patienten autolog. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit einer Immunabstoßung gering sein dürfte.

Zweitens erlaubt der lentivirale Ansatz, dass das Gen in das Genom des Wirtes eingebaut wird. Mit anderen Worten, wenn der virale Vektor die DNA an die Stammzelle liefert, wird diese genetische Information in das Genom integriert. Dies ist wichtig, denn es bedeutet, dass jede Kopie der Stammzelle und jede Zelle, in die die sie differenziert, das gewünschte Gen trägt.

Theoretisch lebenslang, was ja auch der Sinn einer Gentherapie sein soll.

Das Ganze hat natürlich auch Nachteile oder sagen wir gewisse Risiken, aber darauf gehe ich jetzt nicht näher ein.

Bei Neuro-Erkrankungen könnte diese Technik, wie sie von den beiden Firmen entwickelt wird, großes Potential haben, da die Stammzellen des Patienten, die ex vivo mit den Lentivektoren behandelt werden, die BHS überwinden können.

Neben den Risiken, die lentivirale (eigentlich Retroviren) Vektoren aufweisen können, sei zumindest angemerkt, dass die Transplantation immer noch eine „Konditionierung“ erfordert, um den Stammzellen „Platz zu schaffen“. Dies geschieht mittels Alkylantien, also Chemotherapeutika (hier meist Stickstoff-Lost  Verbindungen), und stellt nach wie vor eine Herausforderung für die Ärzte dar. (oder vielmehr für die Patienten)

Orchard und AVROBIO versichern allerdings, dass sie hier ein neues Konzept entwickelt hätten, um die Konditionierung „Patienten-freundlicher“ zu gestalten. Soweit ich es aber verstanden habe, machen sie nichts anderes als eine Art Dosis-Eskalation (ohne den Punkt der Eskalation zu erreichen).

Ein weiterer Nachteil lentiviraler Vektoren ergibt sich aus dem Umstand, dass sie ziemlich aufwändig hergestellt werden müssen, denn im Gegensatz zu den AAVs benötigt man einen Transfervektor, ein Verpackungsgen und das Gen fürs Hüllprotein. Diese Gene müssen getrennt zu den Zellen, die das Virus produzieren sollen, gegeben werden und dabei wird nur ein kleiner Teil das richtige Konstrukt tragen.

Orchard hat sich allerdings eine Technologie (via bakterieller artifizieller Chromosomen, BACs) von GSK lizenzieren lassen, die das Prozedere wesentlich einfacher macht.

Nebenbei, dieses Jahr wurde BioMarins (BMRN) AAV-Gentherapie-Kandidat Valrox für die Behandlung von Hämophilie A von der FDA abgelehnt wurde, da wieder einmal die Dauerhaftigkeit der Therapie in Frage gestellt wurde. Einige Experten werten diesen jüngsten Rückschlag für die AAVs als generelles Problem der AAVs, zu dessen Lösung noch wesentlich mehr Zeit benötigt wird.  Für BioMarin bedeutet das, dass sich die Zulassung wahrscheinlich bis 2022 verzögert. Bis vor kurzem galt die AAV-Vektorbehandlung eigentlich als die vielversprechendste Methode, aber vor diesem Hintergrund könnten die Lentiviren wieder vermehrt in den Fokus geraten.

Die neueren Veröffentlichungen zu diesem Thema sehen auf jeden Fall sehr vielversprechend aus:

 Update on safety and efficacy of lentiviral hematopoietic stem cell gene therapy (HSC-GT) for metachromatic leukodystrophy (MLD)

Bobby Gaspar, Professor für Pädiatrie und CEO von Orchard erklärte kürzlich in einem Interview, dass sein erster MLD- Patient (metachromatische Leukodystrophie, ebenfalls eine lysosomale Speicherkrankheit), der mit dieser lentiviralen Therapie einmalig behandelt wurde, bereits seit 18 Jahren symptomfrei lebt.

Durch dieses Interview bin ich überhaupt auf Orchard gestoßen. Leider konnte ich für sein Statement aber keine fundierten Belege finden und die bislang veröffentlichten Daten erweisen sich im Vergleich zu solchen Aussichten dann doch eher als nüchtern (siehe Link oben). Ich gehe daher davon aus, dass der beschriebene Patient an einer späten juvenilen Form der MLD mit milderem Verlauf litt, was die Aussage vielleicht relativiert.

Nun gut, es handelt sich auch hier um junge Firmen, die Investoren bei der Stange halten wollen, und so werden wir geduldig auf die ersten Daten der klinischen Studien warten.

Eine Beobachtung sind Firmen wie Orchard und AvroBio auf jeden Fall wert.

Soweit meine spärliche Analyse zu den vorgestellten Firmen. Leider liegt es in der Natur der Sache, dass die Beurteilung junger Biotechs doch meist sehr spekulativ ausfällt. Nur selten kommen Firmen an die Börse, die schon handfeste klinische Daten vorweisen können.

Hier noch die Charts von AVRO und ORTX

 

 

 

Grüße,

Toni

 

*** Bitte beachten Sie bei der Nutzung der Inhalte dieses Beitrages die -> Rechtlichen Hinweise <- ! ***

 

 

 

Arbutus Biopharma (ABUS), Moderna (MRNA)

In den letzten beiden Tagen gab es heftige Kursausschläge beim Hepatitis B-Spezialisten Arbutus (ABUS).

 

Vor dem Hintergrund eines möglichen Erfolges der mRNA-Impfstoffe will ich kurz darauf eingehen.

Hier erstmal die aktuelle Meldung: https://finance.yahoo.com/news/moderna-loses-challenge-arbutus-patent-043810114.html

Es gibt demnach ein patentrechtliches Urteil vom US-Verwaltungsgericht zu einer Technologie, die Moderna als Formulierung verwendet, um die mRNA in den Körper zu bringen (RNA-Delivery). Dabei handelt es sich um eine spezielle Art der sogenannten Lipid-Nanopartikel (LNPs).

Ich habe diese Delivery-Methode im Zusammenhang mit der RNAi-Firma Tekmira, aus der Arbutus nämlich später hervorgegangen ist, öfters erwähnt. Lustigerweise auch im Artikel „Biozukunft“:

Arbutus wurden die Patentrechte für Modernas LNP-Technologie zugesprochen, was die Firma über Nacht reich machte“.

Ob sich das wirklich bewahrheiten wird?

Hellseherische Fähigkeiten hatten mich zu dieser Prognose allerdings nicht verleiten lassen, denn über das leidige Thema wurde in Biotechkreisen immer wieder diskutiert. Der ganze Schlamassel begann schon vor etwa 10 Jahren, als Moderna noch nicht ausreichend finanziert war, um ein eigenes RNA-Delivery-System zu entwickeln. Also überprüfte Moderna mehrere externe RNA-Technologien, um sich dann unter anderem für Acuitas bzw. deren vermeintlich eigene LNP-Platform zu entscheiden.

Der Patentstreit um diese Technologie ist also schon seit vielen Jahren präsent – etwas, was im Pharmasektor gewiss nichts Ungewöhnliches ist. Hier ein Link von 2017: https://www.forbes.com/sites/nathanvardi/2017/05/16/moderna-cant-escape-my-intellectual-property-says-arbutus-ceo/#4cf7b5bf633a

Das Problem für Moderna besteht darin, dass Acuitas, eine winzige Biotechklitsche aus Vancouver, die diese Technologie an Moderna lizenziert hat, möglicherweise gar nicht dazu befugt war, denn der eigentliche Besitzer, eben jene Arbutus, hatte einige Patente an Acuitas unterlinzenziert.

Acuitas versuchte die Vereinbarung mit Moderna mit einer Klage zu schützen, aber Arbutus erhob daraufhin Gegenklage und kündigte den Lizenzvertrag mit Acuitas.

In October 2016, Arbutus sued Acuitas in Canada, asking a judge to block Acuitas from providing the technology to any third parties, including Moderna. The settlement announced on Thursday allows Moderna to keep its existing sublicenses, but prevents Acuitas from using the technology or sublicensing it to anyone else in the future 2016.  https://www.bizjournals.com/boston/news/2018/02/22/settlement-clears-moderna-to-use-canadian-firm-s.html

Zur gleichen Zeit versuchte Moderna, die entsprechenden Arbutus-Patente komplett für ungültig zu erklären, und tatsächlich hat Moderna diese erste Patentanfechtung gewonnen und alle Arbutus-Ansprüche für ungültig erklärt bekommen.

In der Folge gab es dann immer wieder kleinere gerichtliche Auseinandersetzungen, bei denen Arbutus einige Patente wieder zugesprochen wurden. Ein anderes Mal gab es dann wieder Teilerfolge für Moderna. So ging es über einen längeren Zeitraum hin und her.

Soweit grob zur Vorgeschichte.

Ich habe mir das im Detail aber nicht so genau angeschaut. Diese Patentgeschichten sind eben immer sehr komplex und dröge, und da es im Falle der LNPs nicht nur um ein Patent, sondern gleich um 22 geht, macht es die Sache noch etwas komplizierter.

Aber immerhin: Das neue Urteil, falls es denn Bestand haben wird (wovon anscheinend viele Experten ausgehen), betrifft alle relevanten Patente.

Hier sind zwei Kommentare mit professionellerem Blick auf das Thema.

Derek Lowe (In the Pipeline): https://blogs.sciencemag.org/pipeline/archives/2020/07/24/formulating-rna-and-owning-it

oder etwas nüchterner aber dafür knapper, der Kommentar von Jakob Plieth (Evaluate Pharma):

https://www.evaluate.com/vantage/articles/news/patents-and-litigation/covid-19-vaccine-battle-just-got-interesting

In a further twist, Acuitas is the source of the LNPs that Biontech and Pfizer use in BNT162b1. This arrangement appears to have been routed through a deal between Biontech and Genevant, a venture founded jointly in April 2018 by Arbutus and Vivek Ramaswamy’s holding company, Roivant Sciences.

Zu BioNTech:  https://transkript.de/news/biontech-setzt-auf-tekmira-technologie.html

Ich habe übrigens nicht weiter recherchiert, ob die Nutzung der „Tekmira“- LNPs auch Auswirkungen auf BioNTech haben wird. Diese Lizenz wurde offenbar mit Genevant ausgehandelt. (was auch immer das zu bedeuten hat)

Wahrscheinlich wird zum jetzigen Zeitpunkt niemand beurteilen können, inwieweit (und wenn ja, wann) Arbutus Profit aus Modernas „Niederlage“ in Sachen Patente  schlagen kann.

Insofern ist es auch müssig, sich darüber den Kopf zu zerbrechen, ob sich nun ein strategischer Einstieg bei Arbutus lohnen könnte. Man darf wenigstens davon ausgehen, dass Moderna noch einige Geschütze auffahren wird, um das Urteil zumindest abzumildern, und das kann bekanntlich lange dauern.

Interessant als Investment wäre die Sache natürlich, wenn Arbutus überhaupt ein solches aufgrund seiner Pipeline bzw. solider und vielversprechender Ergebnisse rechtfertigt.

Und da sieht es für mich doch eher mager aus, wovon das langfristige Chart ja auch Zeugnis ablegt.

Ich muss natürlich zugeben, dass ich mich überhaupt erst seit gestern mit Arbutus Pipeline beschäftige.

Zu Zeiten der Tekmira, war der Optimismus, dass RNAi eine Heilung für HBV ermöglichen könnte, durchaus berechtigt. Neben Arrowhead (ARWR) gab es wenig Konkurrenz auf dem RNAi-Feld (Crispr gab es noch nicht).

Das hatte allerdings auch gute Gründe, denn HCV war durch den Blockbuster Sovaldi von Gilead bereits heilbar und bei HBV war gar nicht klar, ob der RNAi-Ansatz auf Grund der Biologie bzw. der Integration des Virus ins Genom (cccDNA) überhaupt funktionieren könnte. Und selbst wenn es ansatzweise gelänge, bezweifelten einige Wissenschaftler und Ärzte den Sinn dieser Therapie.

Ich habe darüber 2015 im Biotonikum berichtet. https://www.mr-market.de/biotonicum-sammel-archiv-01-04-15-bis-31-10-2015/

Die heutige Arbutus- ganz im Gegensatz zu Arrowhead- konzentriert sich seit einigen Jahren nur noch auf HBV, aber dabei nimmt RNAi (Programm AB -729) nur noch eine Randposition ein, wobei es auch noch mit Alnylams HBV-Programm konkurrieren muss. Die Ergebnisse anderer HBV-Programme der letzten Jahre waren nur von Misserfolgen gekrönt.

RNAi-Experte Dirk Haussecker schrieb letztes Jahr wenig Erbauliches über Arbutus:

Open Letter to Arbutus Biopharma Board and Management 

Daten zum AB-729-HBV Programm werden dieses Jahr erwartet. Investoren werden hier besonders auf die gefürchteten off-Target-Effekte im Zusammenhang mit Lebertoxizität schauen- (was für eine Firma, die nur ein Hauptprogramm führt, tödlich wäre). Im Falle eines Erfolges dürfte die Auszahlung für Investoren allerdings beträchtlich sein.

P.S. Sehe gerade, dass erste Daten zum AB-729 Programm bereits im Mai verkündet wurden (chronic HBV: Combi with Nucleosid-Analogues). Soweit ich das überblicke, sieht das gar nicht so übel aus.

Weitere Resultate sollen im Laufe des Jahres bekannt gegeben werden.

https://finance.yahoo.com/news/arbutus-announces-single-dose-week-200510339.html

Die Bekanntmachung der Ergebnisse wurden mit einem Kursabschlag von 10% quittiert, der am darauffolgenden Tag aber mehr als wettgemacht wurde (+25%). Überhaupt zeigte die Aktie im Mai mit immerhin 100% Wertzuwachs eine nette Entwicklung. Da stellt sich vielleicht die Frage, ob nicht schon angesichts einer immer wahrscheinlicher werdenden RNA-COVID-Vakzine Spekulationen um die Patentregelungen am Werke waren.

 

 

*** Bitte beachten Sie bei der Nutzung der Inhalte dieses Beitrages die -> Rechtlichen Hinweise <- ! ***

COVID19, Regeneron (REGN), Corvus Pharmaceuticals (CRVS)

Heute mach ich es mal kurz und knapp.

Dass neben der Entwicklung eines aktiven Impfstoffes auch an monoklonalen Antikörpern gegen SarsCoV2  zur passiven Impfung mit Hochdruck gearbeitet wird, geht vielleicht manchmal etwas unter.

Dutzende Firmen und Institute ( Eli Lilly, Vir, Amgen) arbeiten bekanntlich daran.

Regeneron gab nun bekannt, dass Barda dem Unternehmen einen 450-Millionen-Dollar-Auftrag zur Herstellung von REGN-COV2 erteilt hat.

Was dabei interessant ist, ist, dass es sich hier um einen Antikörper-Cocktail handelt, der sich derzeit in zwei klinischen Phase-2/3-Studien zur Behandlung von COVID-19 und in einer Phase-3-Studie zur Prävention von COVID-19-Infektionen befindet.

Meines Wissens nach sind sie die einzigen, die es mit einem Cocktail versuchen. Das dürfte wohl auch der Erfahrung einer fehlgeschlagenen Phase3 Studie gegen RSV geschuldet sein, bei der eine Variante des Virus (Punktmutation) die Bindung des Antikörpers vereitelte. Dieses Risiko könnten sie natürlich mit mehreren Antikörpern minimieren.

 

https://investor.regeneron.com/news-releases/news-release-details/regeneron-announces-manufacturing-and-supply-agreement-barda-and

 

Ein sehr interessanter Kandidat im Immuno-Onko-Sektor ist Corvus Pharmaceuticals.

Die Studien zur Immunität gegen dieses Virus werden nun immer detaillierter und auf den ersten Blick mag es so scheinen, dass vieles eher widersprüchlich aussieht.

Insbesondere bei der Frage, welche Faktoren des Immunsystem eigentlich für die so unterschiedlichen Verläufe der Krankheit verantwortlich sind. Vieles liegt da noch komplett im Dunklen, aber es mehren sich doch einige Hinweise, dass der Schlüssel in der zellulären Immunität liegt.

Das ist natürlich erstmal sehr vage, denn zelluläre Immunität spielt eigentlich immer eine zentrale Rolle, selbst wenn es im Endeffekt die Antikörper sind, die die Sache bereinigen.

Unter den spannendsten Themen gehören dazu die Mechanismen, die irgendwo zwischen adaptiver und angeborener Immunität liegen. Hier gibt es einige Neuigkeiten, auf die ich bei Gelegenheit hinweisen möchte.

Was die klassische zelluläre Immunität angeht, so befinden wir uns ja – es tut mir ja leid- genau da wo die Immuno-Onko-Therapien kämpfen: Nämlich bei genau den Mechanismen, die es einem Erreger (oder eben Tumor) ermöglichen, die Immunantwort zu unterlaufen.

Zwei „Hot-Topics“ in der Immunologie finden da gerade besonders viel Beachtung.

Eines davon ist „CD73“ und Corvus Pharma., entwickelt auf diesem Target eine Krebstherapie.

Ich werde da aber heute nicht näher drauf eingehen.

https://finance.yahoo.com/news/corvus-shoots-115-start-novel-135325403.html

 

 

 

*** Bitte beachten Sie bei der Nutzung der Inhalte dieses Beitrages die -> Rechtlichen Hinweise <- ! ***

Synthetic Lethality, Ideaya Biosciences (IDYA) und Repare Therapeutics (RPTX)

Ich schiebe heute mal einen kurzen Artikel ein, den ich schon vor Monaten zum Thema targeted drug discovery in der Onkologie vorbereitet hatte, und den ich ein wenig aktualisiert habe.

Der Begriff der „synthetischen Letalität“ wurde bereits 1946 von Theodosius Dobzhansky, der Mutationen in Fruchtfliegen untersuchte, eingeführt. Er konnte damals zeigen, dass bestimmte Kombinationen von Mutationen (DNA als Träger der Erbsubstanz war noch nicht bekannt) zu einem tödlichen Phänotyp führten.

Das Konzept der synthetischen Letalität beschreibt eine Beziehung zwischen zwei Genen, bei der ein Verlust eines der beiden Gene keinen Einfluss auf die Lebensfähigkeit der Zelle auslöst, der gleichzeitige Verlust beider Genfunktionen jedoch zur Letalität führt.

Das liegt also ganz trivial  daran, dass der Verlust eines Gens durch die Präsenz eines anderen kompensiert wird bzw. an einer genetischen Redundanz.

Für die Krebstherapie kann dieses Prinzip auf verschiedene Weise genutzt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, einen Tumor, der ein mutiertes und daher nicht-funktionelles Protein trägt, mit einem Medikament zu bekämpfen, das auf ein Genprodukt abzielt, das in einer (synthetisch-letalen) Wechselwirkung mit dem nicht-funktionellen Genprodukt steht. Ein solcher Ansatz verspricht viele Vorteile, darunter vor allen Dingen eine erhebliche Verbesserung der Sicherheit.

Eine andere Möglichkeit wäre die Verwendung von Arzneimittelkombinationen, bei denen jedes Medikament auf ein tumorspezifisches Genprodukt abzielt, die nur in Kombination tödlich sind. Dieser letztere Ansatz verspricht eine erhöhte Wirksamkeit und wurde auch in anderen Krankheitsbereichen wie z.B. Multiple Sklerose oder anderer Autoimmunerkrankungen diskutiert.

 

Das bekannteste Beispiel einer synthetischen letalen Interaktion in der Krebstherapie ist die Beziehung zwischen PARP und BRCA.

Beide Gene sind an der DNA-Reparatur beteiligt, wobei der BRCA-Signalweg die Reparatur von Doppelstrang-DNA-Brüchen und PARP von Einzelstrang-DNA-Brüchen anspricht. DNA-Reparaturen vereiteln sehr häufig die Wirkung vieler Chemos aber auch der Strahlentherapie, da die mit diesen Methoden herbeigeführten Schäden in den Genen wieder korrigiert werden. Daher versucht man mit verschiedenen Medikamenten, diese Reparatur-Maschinerie begleitend zur eigentlichen Chemo auszuschalten.

Der Erfolg der PARP-Inhibitoren (https://www.mr-market.de/clovis-oncology-nasdaqclvs/ ) trat erst nach Jahren vieler gescheiterter Studien ein, als plötzlich klar wurde, dass sie über diesen dualen synthetisch-letalen Mechanismus wirken.

Durch die Hemmung nicht nur von PARP, sondern auch durch die Beeinflussung der Reparaturmechanismen von DNA-Schäden bei Patienten mit BRAC1/2-Genmutationen - hatte man plötzlich eine Medikamentenklasse, die zumindest theoretisch die üblichen Resistenzen überwinden konnte, die sich gegen herkömmliche, auf einzelne Gene ausgerichtete Therapien entwickeln. Vereinfacht gesagt, können Tumorzellen mit einem Defekt im BRAC-Gen viel effizienter bekämpft werden, wenn man auch noch die durch  PARP-bedingte Reparatur blockiert.

Astra Zenecas Olaparib,  Tesaros Niraparib und Clovis Rucaparib sind alle von der FDA zugelassen und die Firmen drängen natürlich darauf, die zugelassenen Verschreibungen um neue Indikationen zu erweitern

Erst vor kurzem wurde das Synthetic Lethality- Konzept mit der FDA-Zulassung des PARP-Inhibitors Olaparib als Monotherapie bei BRCA-mutiertem fortgeschrittenen Eierstockkrebs (hier ist der Effekt besonders stark ausgeprägt) und Brustkrebs im fortgeschrittenen Stadium erstmals in der Klinik erfolgreich nachgewiesen.

https://www.krebsinformationsdienst.de/fachkreise/nachrichten/2019/fk10-zulassung-olaparib-lynparza-brustkrebs-brca.php

https://andrologen.info/topgynonko/meldungen/aa_lynparza_OvarialCa3.php

Für Pharma- und Biotech-Unternehmen war nach diesem Aha-Erlebnis zur PARP-Blockade schnell klar, wohin diese Erkenntnis führen muss:

Zur Entdeckung neuer Gene, die mit anderen Genen in einer letalen Beziehung stehen. Ob man diese Targets dann eher mittels RNA-Interferenz oder klassisch mit small molecules drugs ausschaltet, wird sich noch zeigen.

Das Schöne daran: Bei einem  der Interaktionspartner muss es sich nicht um ein Tumor-assoziertes Antigen handeln.

Die CRISPR/Cas9 Gen-Editing-Technik (via Crispr-Libraries) ermöglicht heute das schnelle und einfache Ausschalten von zwei Genen in allen erdenklichen Modellsystemen. Man fügt darüber hinaus phänotypische Screens hinzu und beschleunigt das mit etwas Bioinformatik und computional Design. (https://link.springer.com/article/10.1007/s00294-018-0887-8)

Sobald dann neue Zielmoleküle identifiziert sind, machen sich Chemiker an die Arbeit, d.h. sie optimieren die Wirkstoffkandidaten. Mit genetisch gut definierten Patientenpopulationen könnte man schlanke klinische Studien erstellen, die mit größerer Wahrscheinlichkeit hohe Ansprechraten liefern, um die FDA-Zulassung zu erhalten.

Das ist genau der Stoff aus dem Startups geboren werden und die sich mit einer darauf basierenden Idee relativ einfach Risikokapital besorgen können.

Ja, so oder ähnlich liest es sich in den entsprechenden Expertisen diverser Venture Capitals etc.

Das soll keineswegs nur ironisch gemeint sein, denn die Aussichten sind wirklich nicht schlecht, dass Biopharma, wenn sie in eine systematische Synthetic-Lethality Plattform investiert, mehr Krebsmedikamente hervorbringen könnte.

Und nun kurz zu den Biotechs:

Ein interessanter NASDAQ-Börsenneuling in der Synthetic Lethality-Medikamentenforschung ist  Repare Therapeutics (RPTX).

Die Firma arbeitete bereits seit mehreren Jahren als Startup mehr oder weniger im Stealth-Modus. Repare konnte sich bereits in einem Seria A Filing fast 70 Millionen Dollar über diverse Kapitalgeber besorgen. Über die Forschungen erfuhr man  nicht viel.

Repare befand sich Ende 2019 bereits mit 95 Millionen Dollar Cash in einer soliden Verfassung.

Vor wenigen Monaten schloss Repare nun sein IPO erfolgreich ab und teilte gleich mit, dass sie einen oralen, small compound Kandidaten gegen solide Tumore, die DNA-Reparatur-relevante genomische Mutationen aufweisen, identifiziert hätten.

Repare hat seinen ersten FDA-Antrag eingereicht, um noch vor Ende September mit der Aufnahme der ersten Probanden in eine Phase 1/2-Studie zu beginnen.

Die Firma hat nach eigenen Angaben die genomischen Daten von ca. 60.000 Tumorproben systematisch analysiert und einen ersten Satz von 16 klinisch relevanten Mutationen identifiziert.

Aus diesen 16 Leitstrukturen hat die Firma zwei weitere Programme priorisiert.

Eines davon befasst sich mit einem neuartigen Zielmolekül, das sich als synthetisch letal erwiesen hat, und zwar durch die Amplifikation von Cyclin E1  beim Gebärmutterkrebs sowie bei gastrointestinalen Malignomen. Dieses Programm soll im vierten Quartal dieses Jahres in die erste klinische Studie eingehen.

Ein weiteres Programm konzentriert sich auf die Hemmung der Polymerase theta, die laut Repare synthetisch letal ist und in Tumoren, einschließlich BRCA1 oder BRCA2, mehrere Gendefekte aufweist. Die IND-markierten Studien für dieses Programm sollen in der 2. Hälfte des Jahres 2021 beginnen.

Repare hat den Tisch für seinen Börsengang auf jeden Fall gut gedeckt, indem es Anfang des Jahres mit BMS bei der Entdeckung von Medikamenten mit mehreren Targets zusammen arbeitet (Multi-Target Drug-Discovery-Programm). Nicht nur, dass dies als externen Validierung durch einen der innovativsten Pharmaonkologen gewertet wird, sondern es brachte dem Unternehmen auch noch 65 Millionen Dollar Cash ein, einschließlich einer Eigenkapitalinvestition von 15 Millionen Dollar.

Das Unternehmen beschäftigt 64 Mitarbeiter, von denen die überwiegende Mehrheit in der Forschung und Entwicklung tätig ist.

Und hier das jungfräuliche Chart von Repare:

 

Ebenfalls noch recht frisch an der Börse: Ideaya Biosciences:

Ideaya ist ebenfalls eine onkologisch orientierte Biotechfirma mit Fokus auf synthetische Letalität. Ideaya verfügt über eine Exklusivlizenz für ein Medikament namens IDE196, die es von Novartis erhalten hat, bei dem es sich allerdings nicht um ein synthetic lethality Konzept handelt.

Ich erwähne es nur, weil IDE196 der am weitesten fortgeschrittene Drug-Kandidat des Unternehmens in einer Pipeline von acht Medikamenten ist, von denen sich sechs noch in der präklinischen Entwicklung befinden. https://www.prnewswire.com/news-releases/ideaya-biosciences-announces-first-patient-dosing-of-pkc-inhibitor-ide196-in-phase-12-tissue-type-agnostic-basket-trial-for-solid-tumors-harboring-gnaq-or-gna11-mutations-300882971.html

IDE196 blockiert ein Enzym namens Proteinkinase C bei Krebserkrankungen mit zwei spezifischen Genmutationen, die als GNAQ und GNA11 bezeichnet werden. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1535610819300431

(Der von Novartis gekaufte „Genom-Tester“ Foundation Medicine (Biotonicum 11.3.2015) hat sich u.a. auch auf diese Mutation spezialisiert)

Das Lizenzabkommen mit Novartis ermöglicht es Ideaya, die Kontrolle über die gesamte künftige klinische Entwicklung und alle kommerziellen Rechte daran zu übernehmen.

Das am weitesten fortgeschrittene synthetische Letalitätsprogramm von Ideaya zielt auf die Methionin-Adenosyltransferase II alpha (MAT2A) ab. Ein Gen, das vermutlich synthetisch letal mit dem Gen MTAP ist.

GSK Expands Synthetic Lethality Scope With $120M Ideaya Bio Alliance

Ideaya plant die Entwicklung eines MAT2A-Inhibitors für Patienten mit soliden Tumoren mit einer Methylthioadenosinphosphorylase (MTAP)-Gen-Deletion, die bei etwa 15% aller soliden Tumoren auftritt. Es hat sich gezeigt, dass MTAP-defiziente-Tumorzellen stärker von der Aktivität von MAT2A abhängig sind, was zu einer synthetischen Letalität führt, wenn MAT2A pharmakologisch gehemmt wird.

Interessanterweise verfolgt die Firma mit der Hemmung von MAT2A das gleiche Ziel wie hier schon mal behandelte Agios Pharmaceuticals (AGIO), die einen MAT2A-Inhibitor in Phase 1 testet. Laut Ideaya (siehe Xconomy link) soll ihr eigener Inhibitor bei wesentlich  geringeren Dosierungen eine Wirkung zeigen. (Dazu finde ich allerdings keine fundierten Daten)

Hier das Chart von Ideaya:

 

 

Meines Wissens nach ist das gesamte Feld bezüglich der Biotechs,  die potentielle Kandidaten in die Klinik bringen wollen, aber noch sehr übersichtlich.

Neben Repare und Ideaya existieren noch zwei Startups, die geeignete Plattformen entwickeln, um weitere synthetisch letale Genpaare zu identifizieren:

Cyteir Therapeutics

http://cyteir.com/scientific-approach/synthetic-lethality

Zu diesem Startup habe ich mich noch nicht eingehender informiert.

und Tango Therapeutics:

https://www.tangotx.com/pipeline/ (it takes two…)

Dieses Startup existiert seit 2014  und optimiert bereits „lead structures“, über die sie aber nichts genaueres an die Öffentlichkeit kommen lassen, außer dass es sich um eine CRISPR basierte Technologie handelt.

Tango ist vielleicht die Firma, die am längsten an diesem Konzept (u.a. auf der Inhibition von Tumor-Supressor-Genen) arbeitet.

2018 konnte die Firma 50 Millionen US-Dollar von Gilead als Upfront-Zahlung für die Lizenzierung für fünf ihrer Programme erhalten, ohne die Besitzrechte dabei abgeben zu müssen. Die in der Tumor-Genetik renommierte Medizinerin Barbara Weber ist CEO von Tango; sie verließ nach einer steilen akademischen Karriere (Dana Farber, Professorin für Genetik an der Uni Michigan und Pennsylvania) den Campus, um bei Novartis und Glaxo führende Positionen in der Entwicklung auszuüben. Danach wechselte sie zu Third Rock.

Third Rock Ventures, One of Biotech's Daring Investors, Raises $616M For More Startups

„More than a few of its portfolio companies--Agios Pharmaceuticals, Bluebird Bio, Sage Therapeutics, Editas Medicine and Foundation Medicine--are closely watched public companies with large, avid followings on Wall Street."

 

Bislang bin ich in diesem Sektor noch nicht investiert.

 

Grüße,

Toni

 

 

*** Bitte beachten Sie bei der Nutzung der Inhalte dieses Beitrages die -> Rechtlichen Hinweise <- ! ***

Immunomedics (IMMU), Mersana Therapeutics (MRSN), ADC-Therapeutics (ADCT), Bicycle Therapeutics (BCYC) und die Immuntoxine

Liebe Mr. Market Mitglieder,

heute geht es um die sogenannten Antibody-Drug-Conjugates (ADC) oder allgemeiner die Immuntoxine. Ein Bereich, den ich hier angesichts der positiven Berichte der letzten beiden Jahre leider vernachlässigt habe.  

2014 habe ich anlässlich einer misslungenen Studie zu Endocyte immerhin geschrieben: „Man sollte die Antibody-Drug-Conjugates (ADC) auf keinen Fall abschreiben“. Aber es dauerte dann immer noch drei Jahre bis positive Studiendaten Investoren überzeugen konnten, hier zu investieren.

Dass wir aber heute solch drastische Kurssteigerungen bei vielen der ADC-Spezialisten wie z.B. Seattle Genetics oder Immunomedics (Biotonikum 2016) sehen werden, habe ich dann auch nicht erwartet.

Endocyte wurde übrigens, nachdem die Firma Investoren nicht unbedingt glücklicher machte, vor 2 Jahren von Novartis gekauft (https://www.adcreview.com/news/novartis-plans-to-acquire-endocyte-to-expand-expertise-in-radiopharmaceuticals/).

Stellvertretend für das Wachstum dieser Technologie zeige ich mal das Chartbild von Seattle Genetics, wie gesagt, einem der ADC-Spezialisten unter den mittleren Pharmawerten:

 

Und im daily das Chart für IMMU, um die aktuelle Situation zu verdeutlichen:

 

Kurz zum Mechanismus der ADCs:

Hierbei handelt es sich um (monoklonale) Antikörper, die über eine kovalente Bindung mit zytotoxischen Molekülen verbunden sind. Das Konzept ist schon sehr alt und geht bis in die 1970er Jahre zurück, als auch die „Monoclonals“ von Köhler und Milstein (beide Nobelpreis) entwickelt wurden.

Bei der ADC-Technologie wird die Spezifität eines Antikörpers gegen ein „Tumorantigen“ ausgenutzt, um das hoch-toxisches Agens, das mittels diverser (patent-geschützter) Techniken an den Antikörper kovalent gebunden ist,  in die Tumorzellen einzuschleusen, während die Verabreichung des unkonjugierten Medikaments aufgrund seiner Toxizität ungeeignet ist.

Daher können ADCs im Prinzip als Prodrugs definiert werden, die für ihre Aktivierung die Freisetzung ihres toxischen Wirkstoffs im Zytosol der Zielzelle erfordern. So zumindest auf dem Papier. In der Praxis scheiterten viele dieser ADC nicht zuletzt an der zu hohen Toxizität, die leider nicht nur die Tumorzellen betraf.

Bei den Toxinen handelt es sich fast immer um Gifte natürlichen Ursprungs, was ja auch auf die meisten (ich glaube, eigentlich alle) der klassischen Chemotherapeutika wie z.B. die Taxole zutrifft. Anfangs wurden meist pflanzliche Toxine, wie das Rizin oder das Bouganin mit den Antikörpern verknüpft; später konzentrierte man sich auf bakterielle Toxine, bei denen es sich selber um kleine Proteine handelt, so z.B.  das Anthrax (Milzbrand)-, oder Diphterie-Toxin.

Mittlerweile werden nur noch die toxischen Domänen dieser Proteine benutzt. Bindungsdomänen für zelluläre Rezeptoren fehlen ihnen, was die Sache natürlich sehr viel sicherer macht.

Bei der neusten Generation der ADCs handelt es sich überwiegend um bakterielle Toxinfragmente, die nahezu alle durch enzymatische Hemmung der zellulären Proteinsynthese wirken.

 

Mittlerweile verzeichnen ADCs ein starkes Wachstum und sie entwickeln sich möglicherweise zu einem immer wichtigeren therapeutischen Ansatz für die Behandlung von Krebs. Derzeit sind neun dieser ADCs für die Krebstherapie zugelassen ( 4 davon für USA, Asien und Europa) und sie scheinen, den Markt weiterhin ankurbeln.

Mit beachtliche Erfolgen (überwiegend noch hämato-onkologische Erkrankungen, ALL, AML, Hodgkin, aber auch solide Tumore) glänzen folgenden Medikamenten:

Adcetris (Seattle Genetics),  Kadcyla (Roche), Besponsa (Pfizer), Zevalin, „Radioimmuno“ (Bayer), Lumoxiti (AstraZeneca, von Medimmune entwickelt)

und mit überragenden Ergebnissen Enhertu (von Daiichi Sankyo mit AstraZenca vermarktet.

Die Anstrengungen von  Pharma und Biotechs, weitere technologische Barrieren zu überwinden, sind beträchtlich und so zeigt „clinical trial gov“ über 150 Studien an, in denen ADCs derzeit getestet werden.

Einige Experten gehen sogar davon aus, dass in den kommenden Jahren ADCs einen dominierenden Anteil am gesamten Onkologie-Markt einnehmen werden und dass sich diese Technologie zu einem der wichtigsten Segmente in der Krebstherapie entwickeln wird.

https://www.grandviewresearch.com/press-release/global-antibody-drug-conjugates-market

Wie solide diese Vorhersagen sind, will und kann ich nicht beurteilen, aber immerhin waren 2019  3% der Pharma-Deals in der Onkologie-Sparte mit ADCs verbunden.

Und vielleicht wird eines Tages nicht nur die  Krebstherapie von diesen Immuntoxinen profitieren:

How the Next Generation Antibody Drug Conjugates Expands Beyond Cytotoxic Payloads for Cancer Therapy

Im Hinblick auf ADCs und Autoimmunerkrankungen möchte ich zumindest Magenta Therapeutics (MGTA) erwähnen.

Magenta scheint die einzige mir bekannte Biotechfirma zu sein, die ADCs entwickelt, mit denen krankheitsverursachende Immunzellen (keine Tumorzellen) im Körper entfernt werden sollen, ohne dass eine Chemotherapie oder Bestrahlung erforderlich ist. Das CD45-ADC-Programm von Magenta zielt-wie der Name sagt- auf CD45, ein Protein, das auf Immunzellen und hämatopoetischen Stammzellen exprimiert wird. Bislang gibt es aber nur präklinische Daten, die zeigen, dass dieser Antikörper krankheitsverursachende reaktive T-Zellen ohne die üblichen Nebenwirkungen entfernt; wohlgemerkt in Mäusen.

Hintergrund: A Novel Targeted Approach to Achieve Immune System Reset: CD45-Targeted Antibody Drug Conjugates Enable Autologous HSCT, Ameliorate Disease in Autoimmune Models, Potently Kill Human Immune Cells from Normal Donors and MS Patients, and Achieve Immune Depletion in Non-Human Primates (NHP)

https://ashpublications.org/blood/article/134/Supplement_1/3208/423865/A-Novel-Targeted-Approach-to-Achieve-Immune-System

 

Einer der größten und zugleich zweifelhaftesten Hoffnungsträger im Kampf gegen Krebs war übrigens auch ein ADC und Abbvie kostspieliges Interesse an diesem Antikörper verdeutlicht einmal mehr das enorme Potential, das diesen ADCs zu gesprochen wird.

Besagter Antikörper- RovaT (auch im o.g. Link erwähnt) - sollte gezielt „Krebs-Stammzellen“ abtöten, um so die vermeintliche Wurzel des Übels zu beseitigen. RovaT wurde von Stemcentrx entwickelt. Abbvie zeigte sich von dem Therapiekonzept und wenigen Daten so beeindruckt, dass sie die Firma für 6 Milliarden Dollar kauften. Die Sache ging übrigens nicht gut aus.

Das Problem bei Stemcentrx war, dass die technische Vorgehensweise, mit der man beweisen wollte, ein „Stammes-spezifisches“ Ziel- hier ein Oberflächenprotein, das nur auf eben jenen vermeintlichen Stammzellen exprimiert würde- gefunden zu haben, für jeden zellbiologisch arbeitenden Wissenschaftler ziemlich haarsträubend anmutete.

Auf die Einzelheiten will ich hier nicht eingehen, aber dass ein Management eines Konzerns wie Abbvie fast sechs Milliarden Dollar für ein StartUp, das nur eine vage Idee und ein nicht genauer charakterisiertes Molekül in petto hatte, auszugeben bereit war, hinterließ bei den meisten der Top Biotech-Analysten mehr als nur ein Stirnrunzeln.

Mittlerweile (2018) hat Abbvie alle „Stem Cell“ Projekte eingestellt.

Bei der Krebsstammzelle handelt es sich vereinfacht gesagt um eine Vorläuferzelle, aus der sich dann während der Onkogenese eine Population von genetisch unterschiedlichen Krebszellen entwickelt, denn diese Tumorstammzelle verfügt wie eine normale Stammzelle über Eigenschaften, die es ihr erlaubt, sich zu differenzieren (ggf. in andere Zelltypen).

Die ursprüngliche Hypothese von Stemcentrx war, dass es eine kleine Population von Zellen in einem Tumor gibt, die das alles antreibt, genau wie in einem Bienenstock, in dem alle Bienen aus der Königin hervorgehen (ich hoffe, es sind keine Imker unter uns)

Dafür gibt es aber bis heute keinen Beweis; ganz im Gegenteil. Die neusten Experimente widerlegen diese Theorie und tatsächlich ist es bisher niemandem gelungen, eine definierte Population von Krebsstammzellen reproduzierbar zu isolieren, unabhängig vom Tumortyp. (auch wenn es in der onkologischen Literatur nur so vor Tumor- spezifischen Stammzell-Markern wimmelt).

Seltsamerweise bleibt der Mythos um diese Stammzelle bestehen und man passt die Theorie einfach an die Vorstellung an, dass die Stammzellpopulation auch den gesamten Tumor umfassen könnte. Damit wird die ganze Idee der Krebsstammzellen aber auf den Kopf gestellt.

Egal, man sieht den Reiz dieser Idee, denn sie hat das Potenzial, alles auf ein überschaubares Ziel zu reduzieren: eine kleine möglicherweise winzige Population von Zellen, die aber großen Ärger verursacht.

Aber die Stammzellhypothese hat viel mehr Gewicht, wenn sie zum Beispiel auf einige Arten von Leukämie angewendet wird. Aber das ist ein Sonderfall, denn Blutzellen werden zunächst ständig aus Stammzellpopulationen erneuert.

Dabei darf man die Stammzelle aber nicht mit sogenannten „quiescent“ oder „dormant“ Zellen verwechseln. Das gezielte Ausschalten dieser ruhenden oder latenten Eigenschaften einer Untergruppe von Krebszellen ist, durchaus sinnvoll und diese Idee hat nach wie vor ihre Berechtigung und sollte nicht in der Desillusionierung über Krebsstammzellen verloren gehen.

Beispiele:

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0603-3
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/05/16/science.aao4908
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)31154-0?code=cell-site

 

O.k, ich komme vom Thema ab, aber falls jemand sich von den Versprechen diverser Biotechs, den Krebs mittels Stamzell-spezifischer Medikamente besiegen zu wollen, angesprochen fühlt, dann sollte er kurz daran denken: Alle Medikamente, die Unternehmen in die Klinik gebracht haben und behaupteten, dass sie Stammzell- oder Krebsstammzell-spezifisch seien, waren bisher Flops.

 

So, jetzt aber zu den aktuell interessanten Biotechs, deren Pipelines ADCs gegen verschiedene Krebs-Antigene (Her2, Her3, EGFR, NaPi2b, Trop, B7H3) mit jeweils unterschiedlichen Toxinen/Kopplungsverfahren aufweisen.

Die Firmen, die hier für Aufmerksamkeit sorgen, sind

immer noch: Immunomedics, IMMU (TROP2 in „triple neg“ Brustkrebs), die ich bereits 2016 kurz erwähnte.

https://finance.yahoo.com/news/immunomedics-announces-ascent-study-stopped-120010868.html

Mit „Sacituzumab govitecan“ konnte eine Phase 3-Studie zum Brustkrebs (triple negative Her2) vorzeitig wegen überragender Ansprechdaten abgebrochen werden; das kommt selten vor, ich glaube zuletzt beim Nicht-kleinzelligen Lungenkarzinom (NSCLC) mit Mercks PD-1 Antikörper (worunter BMS Kurs ja deutlich litt)

 

Mersana Therapeutics, MRSN (NaPi2b beim Ovarial- und Lungenkarzinom; NSCLC)

Aber erstmal dieses wundervolle Chart der Volumenschübe:

 

 

Erste Ergebnisse mit „XMT-1536“ führten bereits im Mai dieses Jahres zu einem Anstieg der Aktie um 69%, obwohl die Daten nur von wenigen Patienten stammen.

Dieser ADC ist gegen NaPi2b gerichtet, ein Oberflächenprotein, das in einem hohen Anteil bestimmter Lungen- und Eierstockkrebsarten vorkommt. Die Daten von 20 Patienten mit (cis- platinresistentem) Eierstockkrebs zeigten auf jeden Fall eine Remissionsrate von 35%, wobei es zwei vollständige Remissionen gab.

Beim Lungenkarzinom NSCLC sind die Daten wegen der geringen Patientenzahl zwar nicht statistisch signifikant, aber dass überhaupt eine geringe Aktivität beobachtet wurde, lässt bei dieser je nach Stadium infausten Prognose offensichtlich Hoffnungen aufkeimen. Roche gab allerdings vor einigen Jahren einen ebenfalls gegen NaPi2b-gerichteten Antikörper auf. Leider findet man aber keine genaueren Daten zur Klassifizierung der  Patienten (https://www.onkopedia.com/de/onkopedia/guidelines/lungenkarzinom-nicht-kleinzellig-nsclc/@@guideline/html/index.html), insofern ist die Bedeutung dieser frühen Ergebnisse beim diesem Lungenkarzinom (ich glaube, es ist bei Männern die häufigste Krebsart) schwer zu beurteilen.

Außerdem: „Preclinical data on multiple Immunosynthen STING-agonist ADCs show complete tumor regressions after a single dose, excellent tolerability and immune memory

(Vorsicht: Precinical)

 

und wieder Daiichi Sankyo , die mit Seattle Genetics über ADC-Patente im Clinch liegen und möglicherweise die am weitest fortgeschrittenen Programme (mit Trastuzumab deruxtecan) bei NSCLC ( TROP2 and HER3), in die Klinik bringen wollen (noch Phase 1 bis 2). https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03505710?cond=DS-8201

Hier ein Link zu den ADCs in klinischen Studien von Daiichi:

https://www.daiichi-sankyo.eu/oncology/adc-franchise

Auch die uns bekannte Macrogenics (MGNX), die eigentlich für ihre Bispezifischen (DART-Platform) bekannter ist,  hält ein ADC-Programm (B7H3 bei Prostatakrebs). Die starken Kursbewegungen von MGNX beruhen aber m.E. nicht auf aktuellen Daten zu diesem ADC (MGC018). Dieser Antikörper befindet sich gerade in Phase 1.

 

Spannende Zeiten, die wir da gerade erleben.

Hier noch ein weitere Link zu IMMU, MGNX und Daiichi:

Rapid Advances in the Development of Novel ADCs Targeting B7-H3 and TROP2:

https://www.adcreview.com/editorial/rapid-advances-in-the-development-of-novel-adcs-targeting-b7-h3-and-trop2/

 

 

Und hier noch  ADC-Therapeutics aus der Schweiz, die seit kurzem an der Nasdaq gelistet ist: https://www.labiotech.eu/cancer/adc-therapeutics-ipo-cancer/

Fast 2,8 Milliarden Market Cap, wegen ebenfalls herausragender Ergebnisse (ich glaube in Kombination mit Ibrutinib):

„a pivotal Phase 2 clinical trial of loncastuximab tesirine (Lonca, formerly ADCT-402) in patients with relapsed or refractory diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL), including an overall response rate of 48.3%, a complete response rate of 24.1% and manageable toxicity“

 

 

 

Bicycle Therapeutics (BCYC)

Etwas genauer will ich auf eine Firma eingehen, die seit 2019  im NASDAQ vertreten ist, und deren Technologie sich von der klassischen Art, Antikörper zu generieren, etwas unterscheidet.

Gemeint ist Bicycle Therapeutics aus dem Biotech-Eldorado in Cambridge (US und UK). Die Firma wurde von Greg Winter (Nobelpreis für Chemie) gegründet, auf den auch die Entwicklung des Antikörper-Phagen-Displays zurückgeht. Eine Technologie, auf der die Erfolge von Morphosys basieren. Die Firma rühmt sich außerdem damit, den Fierce Innovation Award gewonnen zu haben:

BICYCLE THERAPEUTICS IS NAMED WINNER OF FIERCE INNOVATION AWARD

Mit einer Marktkapitalisierung von unter 300 Millionen Dollar erscheint die Firma geradezu „billig“ im Vergleich zu Mersana und Co., aber Bicycles Pipeline weist eben auch nur zwei Studien in Phase 1 auf. Die übrigen Programme sind alle präklinisch.

Aber erstmal zur Technik:

Die Firma exprimiert die sehr kleine Antigen-Bindungsdomäne eines Antikörpers (wie bei Morphosys). Hierbei werden bestimmte Aminosäure-Positionen aber konstant gehalten, so dass die  Peptide sich zu einem 2-Ring schließen, wenn man das unter bestimmten Bedingungen macht.

Diese ringförmigen Peptide (eben Bicycles) weisen aber neuartige Bindungseigenschaften auf, die es erlauben, gegen jedes beliebige Antigen einen zyklischen „Antikörper“ zu erhalten. Ob sich diese neuartigen Bindungseigenschaften- ähnlich wie es bei den kameloiden Antikörpern von Ablynx oder ArgenX -auch als Vorteil erweisen werden, bleibt noch abzuwarten.

Ich muss allerdings gestehen, dass ich hier etwas skeptischer bin, denn bei den Antikörpern in Kamelen, Dromedaren und Lamas (und Haien, wie sich später zeigte), deren Antigen-Bindungsdomäne nur aus einer Peptidkette anstelle von zweien besteht, war recht früh klar, dass diese Strukturen Antigen-Epitope erkennen können, die für normale Antikörper nicht zugänglich sind.

 

Ich gehe nur kurz auf zwei ADC-Leadprogramme ein.

Die Firma entwickelt auf der Grundlage dieser Technik aber auch „Bispezifische Antikörper“ als sogenannte T-Cell-Engager wie wir sie von Amgens Bites (Blincyto)  oder Macrogenics DARTs kennen, aber auch unkonjugierte Bicycles.

Das Lead-Programm nennt sich BT1718, ein Bicycle, der auf das wichtige Tumorantigen MT1-MMP (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24986569/ )abzielt. Die Firma hat eine Phase 1 Studie (Dosis-Eskalation) abgeschlossen (verschiedene fortgeschrittene solide Tumoren), aus der sie einige positive Ergebnisse hinsichtlich der Ansprechraten sehen will.

Diese Daten wurden 2019 beim ESMO-Meeting präsentiert.

13 von 24 Patienten zeigten nach 8 Wochen eine stabile Erkrankung auf, darunter auch ein Patient, bei dem eine Zielläsion um 45% reduziert wurde, wobei die Befunde im Allgemeinen im weiteren Verlauf der Studie konsistent blieben. Außerdem teilte Bicycle mit, dass zusätzlich bei einem Patienten mit kleinzelligem Lungenkrebs ein partielles Ansprechen mit einer 68%igen Reduktion einer Zielläsion zu verzeichnen war.

Statistisch gesehen sind diese Daten aber eher wertlos und dass mit Ausnahme eines Patienten lediglich „stable disease“ beobachtet wurde (d.h. keine Reduktion des Tumors) ist nicht umwerfend (obwohl viele Patienten froh darüber wären); aber das war auch nicht Ziel der Studie. Immerhin, und das darf angesichts der häufigen Nebenwirkungen bei ADCs festgehalten werden, scheint BT1718 sehr gut verträglich zu sein.

Bicycle geht davon aus, dass zusammen mit dem Cancer Research Zentrum (UK ) eine Phase-IIa beim Plattenepithelkarzinomen des NSCLC im Laufe dieses Jahres gestartet wird. Zu der erweiterten Kohorte werden dann Patienten gehören, die für das Tumorantigen MT1-MMP-positiv sind.

Mit BT5528 bringt die Firma noch ein weiteres ADC in die Phase 1 (verschiedene solide Tumoren).

Dabei handelt es sich um das Antigen Eph2, für das die bisherigen Antikörper-basierten Ansätze von Daiichi und Medimmune  scheiterten. Nach wie vor gilt dieses Antigen aber als ein potentielles Ziel in der Onkologie. https://www.nature.com/articles/s41551-019-0385-4?proof=true

Die bisher verabreichten Dosen scheinen sicher und gut verträglich zu sein. Im Gegensatz zu früheren Programmen mit ADCs, die auf EphA2 abzielten, zeigte BT5528 in präklinischen Studien keine Störungen im Gerinnungssystem. Daher kann das Konjugat mit wesentlich höheren Toxindosierungen verabreicht werden im Vergleich zu den bisherigen erfolglosen Studien.

BT5528 soll ebenfalls im Laufe dieses Jahres als Monotherapie und in Kombination mit Nivolumab (PD1, BMS) getestet werden. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04180371

Obwohl es nichts mit ADC zu tun hat, will ich trotzdem darauf hinweisen, dass Bicycle noch ein Programm über die Onkologie hinaus entwickelt.

Zusammen mit Oxurion bereiten sie die Einleitung einer Phase-II-Studie mit einem Kallikrein-Bicycle (THR-149) bei Patienten mit diabetischem Makulaödem (DME) vor. 2019 wurden erstmals positive Ergebnisse der klinischen Phase-I-Studie bekannt gegeben. Die Phase-1-Daten zeigen, dass eine einzige intravitreale Injektion von THR-149 ab Tag 1 zu einer zunehmenden durchschnittlichen Verbesserung der Sehschärfe führte, die 90 Tage erhalten blieb. Es wurden keine dosisbegrenzenden Toxizitäten gemeldet.

Oxurion bereitet den Beginn einer Phase-2-Studie vor, in der Mehrfachdosen von THR-149 bei DME-Patienten untersucht werden sollen, die suboptimal auf eine Anti-VEGF-Therapie ansprechen.

Wie bedeutsam diese Ergebnisse insbesondere im für mich unübersichtlichen Feld der Ophthalmologie wirklich sind, vermag ich allerdings nicht einzuschätzen.

Milestone for Bicycle Therapeutics from ophthalmic collaboration

https://www.thepharmaletter.com/article/milestone-for-bicycle-therapeutics-from-ophthalmic-collaboration

Hier noch das Chart von Bicycle:

 

 

Soweit erstmal zu den Antibody-Drug-Conjugates.

Ich bin übrigens bei IMMU investiert und hoffe, auch mal einen Einstieg bei Mersana zu finden. BCYC steht auf meiner Watchlist.

In der nächsten Kolumne will ich dann, wie schon angekündigt über IGM-Biosciences im Rahmen der Bispezifischen Antikörper berichten.

Grüße,

Toni

 

*** Bitte beachten Sie bei der Nutzung der Inhalte dieses Beitrages die -> Rechtlichen Hinweise <- ! ***