Zhang Feng gewinnt den CRISPR-Patentstreit! Nobelpreisträgerteam verliert CRISPR-Patent für eukaryotische Zellen

Im Patentstreit um die mit dem Nobelpreis 2020 ausgezeichnete Gen-Editierungstechnologie CRISPR sind einige Fortschritte zu verzeichnen: Das US-Patentamt hat entschieden, dass das Team des Broad Institute, zu dem der chinesische Wissenschaftler Feng Zhang gehört, den Fall gewonnen hat. Details>>>

Redakteur für Neue Medien/Li Yunfeng

Am 28. Februar 2022 (Ortszeit) fällte das US-Patent- und Markenamt (USPTO) im Patentstreit um die CRISPR-Gen-Editierungstechnologie ein Urteil zugunsten des Broad Institute-Teams von Zhang Feng und entschied, dass das Broad Institute den Fall gewonnen habe.

Das Broad Institute, an dem Zhang Feng arbeitet, ist ein hochrangiges Genomforschungszentrum, das dem Massachusetts Institute of Technology und der Harvard University angeschlossen ist.

Dieses Ergebnis entspricht der Bestätigung, dass es das Team von Zhang Feng war, das CRISPR-Cas9 zur Bearbeitung menschlicher Zellen und zur Herstellung von Medikamenten erfunden hat, und nicht das CVC-Team, vertreten durch die Chemie-Nobelpreisträgerinnen 2020 Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier. (Hinweis: Die University of California, die Universität Wien und Emmanuelle Charpentier werden gemeinsam als „CVC“ bezeichnet.)

In nur wenigen Jahren seit ihrer Einführung im Jahr 2012 hat sich die CRISPR-Gen-Editierungstechnologie zur schillerndsten und am meisten beachteten Technologie der letzten Jahre im Bereich der Biowissenschaften entwickelt und galt stets als starker Anwärter auf den Nobelpreis. Allerdings ist die CRISPR-Technologie seit ihrer Einführung von Patentstreitigkeiten begleitet.

Der Gewinn eines CRISPR-Patents bedeutet nicht nur unermesslichen Reichtum, sondern kann auch die höchste Auszeichnung einbringen – den Nobelpreis. Daher zieht sich der CRISPR-Patentkrieg weiterhin in die Länge.

(Fotoquelle: Biological World)

Als Reaktion auf dieses jüngste Urteil sagte James Mullen, CEO von Editas Medicine, dem von Zhang Feng gegründeten Unternehmen zur Genomeditierung, dass sowohl das Team des Broad Institute als auch das Team des CVC wichtige Beiträge zur Anwendung der Genomeditierung in der Wissenschaft geleistet hätten. Doch die Entscheidung des Patentamts „bestätigt die Stärke unseres grundlegenden geistigen Eigentums.“ Gemäß dem Urteil kann Editas Medicine in den USA Patente zur Genom-Editierung erhalten, die CRISPR-Cas9 und CRISPR-Cas12a in allen menschlichen Zellen abdecken. Beeinflusst von dieser guten Nachricht stieg auch der Aktienkurs von Editas Medicine um mehr als 10 %.

Dieses jüngste Urteil bedeutet nicht, dass der Patentkrieg zwischen den beiden Parteien zu Ende ist. Jennifer Doudna vom CVC-Team sagte, dass dieses Urteil den Entscheidungen von mehr als 30 Ländern und dem Nobelpreiskomitee widerspreche, und werde weiterhin Berufung beim US-Berufungsgericht für den Bundesbezirk einlegen. Das Urteil beendet jedoch die Einmischung von CVC in die Patente des Broad Institute in den Vereinigten Staaten.

Ebenso ist darauf hinzuweisen, dass dieses Urteil bedeutet, dass in den USA tätige Unternehmen, die mit der CRISPR-Genbearbeitung zu tun haben und bisher nur Patentlizenzen vom CVC-Team erhalten haben (einschließlich der zum CVC-Team gehörenden Unternehmen Intellia Therapeutics, CRISPR Therapeutics usw.), Patentverhandlungen mit dem Team des Broad Institute führen müssen.

STAT, ein bekanntes amerikanisches Medizin- und Gesundheitsmedium, berichtete darüber unter der Überschrift: „University of California, Berkeley verliert CRISPR-Patentstreit und urteilt, dass die Patentrechte eines Genom-Editing-Unternehmens zur Entwicklung von Therapien für Menschen ungültig sind.“

(Bildquelle: Biopharmaceutical Cloud)

Die Forschung ergab, dass Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier am 17. August 2012 gemeinsam in Science einen Meilenstein in der Geschichte der Genomeditierung veröffentlichten, in dem sie erfolgreich das Funktionsprinzip der Genomeditierung mit CRISPR-Cas9 analysierten.

Am 15. Februar 2013 veröffentlichte Zhang Feng in Science einen Artikel, in dem er erstmals die CRISPR-Cas9-Genbearbeitungstechnologie verbesserte und auf Säugetier- und menschliche Zellen anwandte.

(Bildquelle: Biopharmaceutical Cloud)

Seitdem haben das CVC-Team, vertreten durch Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier, und das Team des Broad Institute, vertreten durch Zhang Feng, einen Kampf um den Besitz des CRISPR-Patents begonnen.

In der Originalarbeit des CVC-Teams wurde nicht erwähnt, dass die CRISPR-Genbearbeitung in eukaryotischen Zellen eingesetzt werden könnte, die für die Entwicklung von Humanarzneimitteln von entscheidender Bedeutung sind. Im Jahr 2014 vergab das US-Patentamt das wichtigste CRISPR-Patent für eukaryotische Zellen an das Team des Broad Institute. Im Jahr 2016 legte das CVC-Team Berufung vor dem US-Bundesgericht ein, die jedoch abgewiesen wurde. Danach legte das CVC-Team weiterhin Berufung ein und das Patent Trial and Appeal Board (PTAB) intervenierte. Das Komitee war der Ansicht, dass das Team des Broad Institute als erstes die Wirksamkeit von CRISPR in eukaryotischen Zellen nachgewiesen hatte und daher Patentpriorität hatte.

Am 4. Februar 2022 hielt das US-Patentamt eine Patentanhörung ab, bei der zwei Teams eine scheinbar endlose Debatte darüber führten, wer das CRISPR-Genom-Editierungstool erfunden hat, das die Biologie revolutionierte.

Bei dieser Patentanhörung ging es um zwei Kernthemen. Einer davon war, dass das CVC-Team dem Team des Broad Institute vorwarf, auf unzulässige Weise an frühe CRISPR-Informationen gelangt zu sein. Der andere war der Erfinder der Leit-RNA (gRNA), die es CRISPR ermöglicht, in eukaryotischen Zellen zu funktionieren.

Das Aufkommen der CRISPR-Genbearbeitung hat die Biologie völlig verändert. Die Genbearbeitung ist nun in greifbare Nähe gerückt, genetische Erkrankungen sind nicht länger unbehandelbar und es gibt große Hoffnungen für die Krebsbehandlung. Sein enormer Wert für die Förderung der Wissenschaft wurde mit dem Nobelpreis gewürdigt. Darüber hinaus sind in den weniger als zehn Jahren seit ihrer Gründung mehr als zehn börsennotierte Unternehmen rund um die CRISPRA-Gen-Editierungstechnologie sowie zahllose damit verbundene Startups entstanden. Die enormen wirtschaftlichen Erträge, die CRISPR mit sich bringt, machen den Weg der Patente zum Wohle der Menschheit noch spannender. Weiterführende Literatur:

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Warum wurde die Genomeditierung mit dem Nobelpreis ausgezeichnet?

Dieser Artikel wurde ursprünglich am 18. Oktober 2020 in den Beijing Science and Technology News veröffentlicht.

▲Titelbild der Beijing Science and Technology News vom 18. Oktober 2020

Der Nobelpreis für Chemie 2020 ging an zwei Wissenschaftlerinnen mit „Scherenhänden“ – Jennifer Doudna, Professorin an der University of California, Berkeley, und Emmanuelle Charpentier, Professorin am Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie in Deutschland – in Anerkennung ihrer Erkenntnisse über die Bedeutung von CRISPR-Cas9, dem natürlichen Immunsystem, für die Genom-Editierung.

Es gibt so viele Wissenschaftler, die durch die Technologie der Genomeditierung Berühmtheit erlangt haben. Warum haben diese beiden Wissenschaftlerinnen den Nobelpreis für Chemie gewonnen?

▲Jennifer Doudna (links) und Emmanuelle Charpentier (rechts) (Quelle: Nature)

Der lange Weg zur Genomeditierung

„Ich kenne viele herausragende Wissenschaftler, die diesen Preis in ihrem Leben nie gewinnen werden, und das hat nichts damit zu tun, ob sie herausragende Wissenschaftler sind oder nicht“, sagte Jennifer Doudna. Bevor sie die Glückwunschbotschaft des Magazins Nature erhielt, wusste die neue Nobelpreisträgerin nicht einmal, dass sie die diesjährige „Gewinnerin“ war. Man kann sagen, dass heutzutage, wenn wir über die Bearbeitung von Genen sprechen, der berühmte Name „Jennifer Doudna“ absolut unvermeidlich ist.

Im Jahr 2012 taten sich Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier zusammen, um der Welt erstmals die magische Kraft von CRISPR-Cas, dem natürlichen Immunsystem, zu enthüllen. Die Entdeckung dieser magischen „Genschere“ versetzte damals die gesamte wissenschaftliche Gemeinschaft in große Aufregung.

Tatsächlich ist der Weg zur Erforschung der Genomeditierung durch den Menschen ziemlich schwierig und lang. Die Technologie zur gezielten Genomeditierung hat sich aufgrund der Entdeckung einer Vielzahl hocheffizienter zielgerichteter Nukleasen rasant weiterentwickelt. Vor dem Aufkommen der CRISPR-Cas-Genbearbeitung waren die drei gebräuchlichsten Technologien die Large-Range-Nuklease-Technologie, die Zinkfinger-Nuklease-Technologie (kurz ZFN) und die Transkriptionsaktivator-ähnliche Effektor-Nuklease-Technologie (kurz TALEN).

In den Anfängen der Forschung zur Genomeditierung war die Technologie der Großnuklease eine der gängigsten Techniken. Allerdings ist diese Technologie nicht nur auf die Art der natürlichen Nukleasen mit großer Reichweite beschränkt, sondern lässt sich auch nur schwer an das menschliche Genom anpassen, weshalb ihre Anwendung stark eingeschränkt ist. Anschließend entdeckten Wissenschaftler 1984 Zinkfingerproteine ​​und entwickelten auf ihrer Grundlage die ZFN-Technologie.

Das Aufkommen dieser Technologie hat jedoch auch ein weiteres neues Problem mit sich gebracht: Einerseits muss die Zinkfingersequenz, die spezifische DNA identifiziert, durch Bibliotheksscreening bestimmt werden, sodass der Arbeitsaufwand des gesamten Genomeditierungsprojekts extrem hoch ist und „zeitaufwändig, arbeitsintensiv und mühsam“ ist. Andererseits ist das Screening von Zinkfingernukleasen sehr schwierig, so dass es wahrscheinlicher ist, dass sie immer mehr komplexe Off-Target-Effekte hervorrufen und Zytotoxizität induzieren. Angesichts der oben genannten Faktoren befindet sich die Technologie zur Genom-Editierung im Zeitalter der ZFN-Technologie noch immer in der Phase, in der man den Fluss überquert, indem man die Steine ​​ertastet.

Im Jahr 1989 gelang es Wissenschaftlern, ein avrBs3-Protein aus einem Pflanzenpathogen zu klonen. 23 Jahre später schlugen Wissenschaftler offiziell die darauf basierende TALEN-Technologie vor, die sich allmählich zur gängigen Technologie zur Genomeditierung entwickelte. Im Vergleich zu ihrer „Vorgänger“-Technologie, der ZFN-Technologie, ist die TALEN-Technologie insgesamt einfacher geworden und hat das Problem der Anfälligkeit der ZFN-Technologie für Off-Target-Effekte bis zu einem gewissen Grad verbessert. In den 1990er Jahren entdeckten Wissenschaftler außerdem zufällig, dass das Genom von Escherichia coli hochgradig homologe Sequenzwiederholungen enthielt und dass diese repetitiven Sequenzen durch regelmäßige Sequenzen getrennt waren. Da immer mehr ähnliche repetitive Sequenzen in anderen Mikroorganismen entdeckt wurden, erhielt diese repetitive Sequenz im Jahr 2002 offiziell den Namen „CRISPR“. Gleichzeitig entdeckten Wissenschaftler in der Nähe auch eine Reihe konservierter verwandter Gene (Cas).

Man kann sagen, dass die Entstehung der CRISPR-Cas-Technologie zur Genom-Editierung die bisherige peinliche Situation, dass Genom-Editierung sowohl „teuer“ als auch „kostspielig“ war, völlig verändert hat. Als eine der bahnbrechendsten neuen Technologien der letzten Jahre besteht das Highlight der CRISPR-Cas-Gen-Editierungstechnologie darin, dass sie lediglich die Verwendung des Cas9-Enzyms erfordert – Leit-RNA, die Ziel-DNA erkennen kann. Mit anderen Worten: Wissenschaftler müssen lediglich eine Bestellung aufgeben, um ein Stück Leit-RNA zu kaufen, mit dem sie die Gene jedes Organismus, einschließlich menschlicher Zellen, effizienter und genauer umschreiben können. Mit Hardwarekosten von weniger als 30 US-Dollar können sie Gene „maßschneidern“, wodurch Landwirtschaft und Medizin mit erschwinglicherer Gen-Editierungstechnologie auf den neuesten Stand gebracht werden und den Menschen mehr Möglichkeiten zur Behandlung „unheilbarerer“ genetischer Krankheiten geboten werden.

Eine „neue Schere“ von Grund auf entdecken

Im Jahr 2012 veröffentlichten Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier gemeinsam eine Arbeit, die die biologischen Phänomene des CRISPR-Cas-Systems theoretisch erklärte. Sie haben der Welt auf innovative und bahnbrechende Weise das Geheimnis dieser „Genschere“ gelüftet und eine solide theoretische Grundlage für das „gezielte“ Schneiden und Bearbeiten von Genen durch den Menschen geschaffen.

Ihre Leistung war wie ein Stein, der in einen ruhigen See geworfen wurde, und löste bald eine Reihe neuer Wellen der Forschung und Entwicklung in der Branche aus. Im September 2012 wurde in den Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America ein Artikel von Dr. Virginijus Siksnys, einem Mitglied der Litauischen Akademie der Wissenschaften, veröffentlicht. Er rekonstruierte das CRISPR-System von Streptococcus thermophilus in Escherichia coli und bestätigte, dass das System mindestens drei Komponenten benötigt: Cas9-Nuklease, crRNA und tracrRNA. Im Januar 2013 veröffentlichten der chinesisch-amerikanische Wissenschaftler Feng Zhang vom MIT und dem Broad Institute sowie George Church, Professor für Genetik an der Harvard University, nacheinander Artikel im Magazin Science, in denen sie über die erfolgreiche Anwendung der CRISPR-Cas-Genbearbeitungstechnologie bei Mäusen und menschlichen Zellen berichteten und die theoretischen Errungenschaften von Jennifer und Emmanuelle erfolgreich bei der Genbearbeitung von Säugetierzellen umsetzten... Dank der gemeinsamen Anstrengungen vieler Wissenschaftler wurde die Technologie zur Bearbeitung des menschlichen Genoms rasch auf ein neues Niveau gehoben.

Obwohl viele internationale Fachzeitschriften, darunter Nature, der Ansicht sind, dass „Zhang Fengs Abwesenheit bei diesem Chemiepreis unerwartet sei“, sind einige Stimmen, darunter Rao Yi, Präsident der Capital Medical University und leitender Forscher am Beijing Institute of Life Sciences, dennoch der Ansicht, dass Zhang Feng zwar eine wichtige Rolle bei der Anwendung und Förderung der CRIPSR-Gen-Editierungstechnologie in menschlichen Zellen gespielt habe, die Leistungen von Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier auf diesem Gebiet jedoch „bahnbrechender“ und „origineller“ seien.

Obwohl die Patentinhaberschaft an der CRIPSR-Gen-Editierungstechnologie in der Branche für Kontroversen gesorgt hat, galten die beiden Wissenschaftlerinnen Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier schon immer als die „renommiertesten Pionierinnen“ auf diesem Gebiet. Wenn wir davon ausgehen, dass seitdem immer mehr Wissenschaftler der Welt weitere Funktionen und das enorme Potenzial der „Gen-Schere“ CRIPSR-Cas präsentiert und gezeigt haben, wie diese die Gene aller Organismen, einschließlich des Menschen, „schneiden“ kann, dann sind Jennifer Doudna und ihr Partner diejenigen, die diese „Schere“ entdeckt haben – sie haben der Welt offiziell diese magische und scharfe Gen-„Schere“ vorgestellt, eine Entdeckung, die „aus dem Nichts etwas“ gemacht hat.

Präziser, einfacher und leichter

„Genetische Werkzeuge verfügen über eine enorme Macht, die uns alle betrifft. Sie haben nicht nur die Grundlagenforschung revolutioniert, sondern auch zu innovativen Nutzpflanzen geführt und bahnbrechende neue medizinische Therapien ermöglicht“, kommentierte Claes Gustafsson, Vorsitzender des Nobelkomitees für Chemie, die Preisverleihung.

▲Chinesische Version des Prinzips der CRISPR-Cas9-Genbearbeitungstechnologie (Quelle: hudsonalpha)

Tatsächlich versuchen Menschen schon seit 1970, Zellen mithilfe der rekombinanten Gen-Editierungstechnologie „Ausschneiden und Einfügen“ umzuschreiben. Die damals von den Forschern verwendete Methode basierte jedoch auf natürlichen Bakterienenzymen, die nicht in der Lage waren, die von den Forschern benötigten spezifischen Gensequenzen präzise anzusteuern. Beim „Trimmen“ von Genen kam es zu Abweichungen, die zu unvorhersehbaren Ergebnissen für die letztlich umgeschriebenen Gene führten. Im Vergleich zu anderen bisherigen Technologien ist die CRISPR-Cas-Gen-Editierungstechnologie nicht nur hochpräzise, ​​sondern weist auch eine niedrige „Einstiegsschwelle“ auf. Diese Benutzerfreundlichkeit hat der Technologie zu größerer Popularität verholfen und dazu geführt, dass die CRISPR-Cas-Technologie zur Genom-Editierung in den großen Labors auf der ganzen Welt rasch Verbreitung fand.

Seitdem versuchen immer mehr Wissenschaftler, die Gen-Editierungstechnologie CRISPR-Cas zu nutzen, um „verschiedene Arten von Genschäden zu reparieren“. Auch der Umfang der Forschung hat sich rasch von der Grundlagenforschung der Zellbiologie und der Tierforschung hin zur Behandlung allgemeinerer menschlicher Erkrankungen wie zellulärer Anämie und HIV entwickelt.

Im Agrarsektor, wo die Technologie am häufigsten eingesetzt wird, haben Forscher die Gentechnik CRISPR-Cas eingesetzt, um die inhärenten Mängel von Nutzpflanzen wie Mais und Baumwolle zu beheben. So wurden innovative Nutzpflanzen resistenter gegen Insekten, Dürre und weniger anfällig für Krankheiten, nachdem ihre Gene mit der „Schere“ beschnitten wurden. In der Medizin haben Wissenschaftler und Ärzte einerseits versucht, mithilfe der CRISPR-Cas-Gen-Editierungstechnologie Patienten dabei zu helfen, die Ursachen von Krankheiten „von innen heraus“ zu entdecken und sie zu behandeln. Dies hat auch den Menschen Hoffnung und die Möglichkeit gegeben, Krankheiten zu behandeln, die derzeit „unheilbar“ sind, wie Krebs und ALS. Andererseits hat die Entwicklung der CRISPR-Cas-Gen-Editierungstechnologie den Menschen auch mehr Eigeninitiative bei der Bekämpfung von Krankheiten verliehen – angesichts plötzlich auftretender Epidemien kann diese Technologie den Menschen dabei helfen, die „verdächtigsten“ Genfragmente schneller und präziser „herauszuschneiden“, was es den Wissenschaftlern erleichtert, „Verdächtige“ gezielt und effizient zu amplifizieren und aufzuspüren.

Als Reaktion auf das neue Coronavirus, das 2020 weltweit wütete, erklärte Jennifer Doudna im September 2020 öffentlich, dass die drei Hauptvorteile der CRISPR-Cas-Gen-Editierungstechnologie – sie ermöglicht eine direktere RNA-Erkennung, lässt sich leichter umschreiben, um auf Virusmutationen zu reagieren, und ermöglicht eine einfachere Massenproduktion entsprechender Testgeräte – der Menschheit hoffentlich eine stärkere Unterstützung im Kampf gegen das neue Coronavirus bieten werden.

„Wenn Sie mich fragen, warum die Öffentlichkeit meiner Meinung nach interessengeleitete wissenschaftliche Forschung unterstützen sollte, würde ich sagen, dass dies in der Natur der Wissenschaft liegt. Schließlich können wir nie vorhersagen, wie die Zukunft aussehen wird“, sagte Jennifer Doudna.

Quellen:

https://www.statnews.com/2022/02/28/uc-berkeley-loses-crispr-patent-case-invalidating-licenses-it-granted-gene-editing-companies/

https://www.fiercebiotech.com/biotech/editas-shares-boosted-patent-office-rules-favor-broads-crispr-patents https://www.synthego.com/blog/gene-editing-nobel-prize

https://news.berkeley.edu/2020/10/07/jennifer-doudna-wins-2020-nobel-prize-in-chemistry/

https://techcrunch.com/2020/09/17/jennifer-doudna-sees-crispr-gene-editing-tech-as-a-swiss-army-knife-for-covid-19-and-beyond/

https://www.quantamagazine.org/2020-nobel-prize-in-chemistry-awarded-for-crispr-to-charpentier-and-doudna-20201007/

Produziert von: Science Central Kitchen

Produziert von: Beijing Science and Technology News | Pekinger Wissenschafts- und Technologiemedien

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