בממצא בעל השלכות על אחד הטיפולים הרפואיים המבטיחים ביותר, חוקרים העריכו מספר טכניקות מדידה הנפוצות בשימוש בריפוי גנטי. המחקר קבע שאחת הטכניקות הפופולריות ביותר הייתה "בעייתית" ודורשת פיתוח וסטנדרטיזציה נוספים.
בטיפול גנטי, הגנים הפגומים של אדם מוחלפים או משתנים כדי לטפל או למנוע מחלה. עם בערך שני תריסר מוצרים בשוק ומאות ניסויים קליניים בעיצומם או מתוכננים, הטיפול נחשב כשיטה מהפכנית למיקוד הגורמים הגנטיים השורשיים של מחלות החל מגל מגל ועד סרטן.
חלק מהטיפולים בריפוי גנטי משתמשים בנגיפים מותאמים באדנו (AAVs) כדי להעביר חומר גנטי טיפולי לתאי המטופל. AAVs אלה מתוכננים למקד סוגי תאים ספציפיים. לאחר מכן החומר הגנטי הזיהומי שלהם מוחלף בחומר הגנטי הטיפולי, והם ניתנים למטופל.
מדידה נכונה של וקטורי AAV, כפי שהם מכונים, היא קריטית לבטיחותם וליעילותם.
במחקר שפורסם לאחרונה, חוקרים מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה, במכון הלאומי לחדשנות בייצור ביו-פרמצבטיקה (NIIMBL), וב-USP Pharmacopeia (USP) גייסו שש מעבדות תעשייה בארצות הברית ובאירופה למדידת וקטורים מסוג AAV.
המעבדות התבקשו לכמת את ריכוז החומר הגנטי והחלקיקים הנגיפים בוקטורים. הם השתמשו בארבע טכניקות מדידה ודיווחו על תוצאותיהם למחברי המחקר.
מבין ארבע שיטות המדידה שהופעלו, לבדיקת אימונוסורבנט מקושר אנזים (PCR-ELISA) היה הדיוק והדיוק הנמוכים ביותר. בדיוק, החוקרים מתכוונים עד כמה קרובה המדידה לערך הנכון. דיוק מתייחס לשאלה האם השיטה מייצרת תוצאות דומות באופן עקבי.
חוסר הדיוק של PCR-ELISA הוביל את מחברי המחקר למסקנה כי לשיטה הייתה "יכולת שחזור גרועה". לא ניתן היה לשכפל בצורה מהימנה את התוצאות שלה הן בתוך אותה מעבדה והן במעבדות שונות.
השיטה "לא אמורה לשמש לכמותיות (מדידות של וקטורי AAV) ללא פיתוח והרמוניזציה של השיטה", הוסיפו.
PCR-ELISA הוא למעשה שני כלים נפרדים המשולבים לאחד. PCR משמש לכימות חומר גנטי, ו-ELISA מודד את החלבונים המרכיבים את הקליפה הוויראלית. שני המבחנים קיימים כבר עשרות שנים, ויש עשרות גרסאות של כל אחת מהן שנמכרות כיום בשוק.
כתוצאה מכך, ישנם הבדלים עדינים אך חשובים בדרכי ייצור ושימוש ב-PCR-ELISA, אמר המהנדס הכימי של NIST Wyatt N. Vreeland. כולם עשויים לחשוב שהם עושים את אותו הדבר בעת ביצוע בדיקת PCR-ELISA, הוא אמר, אבל לעתים קרובות הם לא.
זה כמו מתכון לאותה עוגת שוקולד. אפשר לתת למישהו את אותם מרכיבים, אבל כשמשתמשים בציוד אחר להכנתם או אופים אותם בתנורים שונים, העוגות לא יוצאות זהות".
Wyatt N. Vreeland, חוקר ראשי על המחקר
הנה מה שהמחקר מצא לגבי שלוש השיטות האחרות:
- SEC-MALS (כרומטוגרפיה של אי הכללת גודל עם פיזור אור רב-זווית ומקדם UV/Vis טנדם ו/או אינדקס שבירה) הייתה המדויקת והמדויקת ביותר מבין השיטות שנבדקו.
- SV-AUC (אולטרה צנטריפוגה אנליטית של מהירות שקיעה) עם אופטיקה של הפרעות UV/Vis ו/או Rayleigh הייתה פחות מדויקת ומדויקת מאשר SEC-MALS, מה שהפתיע את החוקרים שכן SV-AUC נחשב ל"תקן הזהב" למדידת וקטור AAV. אוּלָם, SV-AUC היה טוב יותר מ-SEC-MALS ביצירת "מפה" מפורטת של התפלגות החלקיקים הגנטיים והנגיפים בוקטור AAV. המחקר הציע כי "ניתן ליישם את SEC-MALS כשיטה כללית כאשר (SV-AUC) משמש לניתוח מלא יותר לפי הצורך."
- ספקטרופוטומטריה אולטרה סגולה באורך גל כפול A260/A280, המודדת את ספיגת האור האולטרה סגול על ידי דגימה, היא בעלת מגבלות משמעותיות בהשוואה לשיטות אחרות. זה לא יכול להבחין בין וקטורים AAV מלאים חלקית או מלאים מדי. בנוסף, חלקיקי חלבון AAV גדולים מכדי שהציוד יוכל לטפל בו מבלי לייצר שגיאות. בעיות אלו בספקטרופוטומטריה מתועדות היטב, ובדרך כלל לא מסתמכים על הטכניקה למדידות מדויקות במיוחד.
המחקר לא הסיק מסקנות לגבי מחקר עבר, מתמשך או עתידי של ריפוי גנטי שהסתמך על שיטות אלה למדידת וקטורי AAV. היא גם לא הגישה מדיניות או המלצות רגולטוריות.
בעבודה עתידית, חוקרים ב-NIST, USP ו-NIIMBL, שותפות ציבורית-פרטית הנתמכת על ידי NIST לתמיכה בייצור ביו-פרמצבטי, מתכננים לפתח נהלי הפעלה סטנדרטיים (SOPs) עבור SV-AUC. SOPs הם סט מפורט וכתוב של הוראות עבור טכנולוגיה או מתודולוגיה ספציפיים. המדענים מאמינים ש-SOPs מקובלים עבור SV-AUC ישפרו את ביצועי השחזור שלו לאותה רמה של SEC-MALS, שעבורם כבר יש SOPs.
"לכל השיטות השונות שבדקנו יש את המגבלות ואי הוודאות שלהן", אמר ורילנד. "מה שחשוב הוא שאתה מבין מה טכניקת המדידה שלך יכולה ומה לא יכולה להגיד לך."