Trenutne kliničke primjene in vivo genske terapije s AAV, 1. dio

Nasljedne bolesti uzrokovane su mutacijama gena, a više od 7,000 rijetkih bolesti pogađa preko 30 miliona Amerikanaca.

Genetske bolesti su bolesti uzrokovane mutacijama gena, kao što su urođena gluvoća, degeneracija mozga i tako dalje. Pojava ovih bolesti određena je genetskim faktorima, a pamćenje je važna kognitivna sposobnost koju moramo koristiti u svakodnevnom životu.

Međutim, genetske bolesti ne moraju nužno povrijediti pamćenje. Mnoge studije su pokazale da iako postoji određena veza između nekih genetskih bolesti i pamćenja, mnogi genetski faktori nemaju nikakav uticaj na pamćenje nekih ljudi.

Na primjer, studije su pokazale da neki ljudi mogu nositi gen za Alchajmerovu bolest, ali i dalje mogu održati normalno pamćenje i kognitivne sposobnosti u kasnijim godinama. Iako su ovi ljudi izloženi riziku od razvoja Alchajmerove bolesti, oni nisu nužno pogođeni bolešću.

Osim toga, mnogi genetski faktori mogu imati pozitivan učinak na pamćenje osobe. Na primjer, neke studije su pokazale da neki ljudi s genima za miopiju mogu bolje zapamtiti lokaciju statičnih objekata. Ovi ljudi imaju posebne kognitivne sposobnosti, koje mogu biti povezane sa njihovim genima za miopiju.

Osim toga, neki ljudi mogu nositi neke genske mutacije koje ljudima olakšavaju da pamte i vide stvari. Ovi genetski faktori daju ovim ljudima odlične kognitivne sposobnosti.

Stoga, iako postoji određena veza između nasljednih bolesti i pamćenja, na ovu vezu treba gledati pozitivno. Pamćenje je važna kognitivna sposobnost i može se poboljšati pravilnim treningom. Možda nasljedne bolesti možemo smatrati izazovom za poboljšanje pamćenja, prevladavanje poteškoća i poboljšanje kognitivnih sposobnosti. Vidi se da moramo poboljšati svoje pamćenje, a Cistanche može značajno poboljšati naše pamćenje jer je Cistanche tradicionalna kineska medicina s mnogim jedinstvenim efektima, od kojih je jedno poboljšanje pamćenja. Djelotvornost Cistanchea proizlazi iz različitih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući taninsku kiselinu, polisaharide, flavonoidne glikozide, itd. Ovi sastojci mogu promovirati zdravlje mozga na mnogo načina.

Kliknite Znaj kratkoročno pamćenje kako poboljšati

Više od 30 godina, stotine istraživača su tvrdile da bi genetske modifikacije pružile efikasne tretmane za mnoge nasljedne ljudske bolesti, nudeći trajne i moguće kurativne kliničke prednosti sa jednim tretmanom.

Ovaj pregled je ograničen na gensku terapiju korištenjem adeno-asociranog virusa (AAV) jer se gen koji isporučuje ovaj vektor ne integrira u genom pacijenta i ima nisku imunogenost.

Sada postoji pet tretmana koji su odobreni za komercijalizaciju i trenutno su dostupni, tj. Luxturna, Zolgensma, terapije sa dva himerična antigen receptora T ćelija (CAR-T) (Yescarta i Kymriah) i Strimvelis (gamaretrovirus odobren za tešku kombinovanu imunodeficijenciju adenozin deaminaze[ADADA-SCID) ] u Evropi). Deseci drugih tretmana su podklinička ispitivanja.

Pregledni članak predstavlja široki pregled polja terapije in vivo transferom gena. Pregledavamo genetsku terapiju neuromišićnih poremećaja (spinalna mišićna atrofija [SMA]; Duchenneova mišićna distrofija [DMD]; X-vezana miotubularna miopatija [XLMTM]; i bolesti centralnog nervnog sistema, uključujući Alchajmerovu bolest, Parkinsonovu bolest, Canavanovu bolest, aromatični L - nedostatak aminokiselinske dekarboksilaze [AADC] i gigantska aksonalna neuropatija), očni poremećaji (Leberova kongenitalna amauroza, starosna makularna degeneracija [AMD], horoideremija, akromatopsija, retinitispigmentoza i X-vezana retinoshiza), poremećaj krvarenja i poremećaj skladištenja poremećaji.

Nasljedne bolesti uzrokovane su mutacijama gena. Postoji više od 7,000 rijetkih bolesti koje pogađaju 30 miliona Amerikanaca, odnosno oko 10% populacije. Prema Nacionalnoj organizaciji za rijetke poremećaje, postoji nekoliko stotina miliona pacijenata širom svijeta. Dvije trećine pacijenata su djeca. Trenutno ne postoje efikasne terapije za više od 95 posto ovih pacijenata.

Nekoliko tretmana zasnovanih na lijekovima odobrenih za genetske bolesti u najboljem slučaju upravljaju ili modificiraju simptome. Međutim, oni ne rješavaju temeljni genetski uzrok bolesti.

Stoga se ovi lijekovi moraju davati doživotno. Stotine istraživača posvetile su svoje živote traganju za onim što je u početku izgledalo kao nemoguć san: razvojem genske terapije za nasljedne bolesti, tj. minimizira ili čak eliminira simptome za cijeli život pacijenta.

Ovaj san je sada stvarnost: genska terapija uvelike poboljšava izglede za trenutno neizlječive nasljedne bolesti! Ovaj pregled je ograničen na gensku terapiju korištenjem adeno-asociranog virusa (AAV) jer se gen koji isporučuje ovaj vektor ne integriše u genom pacijenta.

Glybera je odobrena od strane US Food and Drug Administration (FDA) u oktobru 2012. godine kao prva genska terapija posredovana AAV koja je dostigla ovu prekretnicu. Glybera je korigirao nasljedni nedostatak lipaze lipoproteina (LPLD), koji se manifestira kao pankreatitis, ponavljajući bol u trbuhu i eruptivne mrlje ispunjene masnoćom koje su rezultat vrlo visokih nivoa triglicerida.

Međutim, rijetkost bolesti (1 na milion), troškovi za pacijenta i troškovi kompanije za održavanje terapijske spremnosti otežali su nastavak komercijalne isporuke gena. Ovaj oblik genske terapije više nije bio dostupan nakon 2018. godine, kada je samo 31 osoba u svijetu bila liječena.

Sada postoji pet tretmana odobrenih za komercijalizaciju i trenutno su dostupni, tj. Luxturna, Zolgensma, dvije terapije himernih antigenskih receptora T stanica (CAR-T) (Yescarta i Kymriah) i Strimvelis (gamaretrovirus odobren za tešku kombinovanu imunodeficijenciju adenozin deaminaze). [ADA-SCID] u Evropi). Desetine drugih tretmana su pod kliničkim ispitivanjima.

Pregledni članak predstavlja široki pregled područja terapije in vivo transferom gena, koji se zasniva na direktnoj primjeni vektora genske terapije u tijelo, a ne na transplantaciji gensko korigiranih ćelija.

Ovdje ćemo pregledati in vivo gensku terapiju neuromišićnih poremećaja (spinalno-mišićna atrofija [SMA]; Duchenneova mišićna distrofija [DMD]; X-vezana miotubularna miopatija [XLMTM]; i bolesti centralnog nervnog sistema [CNS], uključujući Alchajmerovu bolest [AD]) , Parkinsonova bolest [PD], Canavanova bolest [CD], nedostatak aromatične L-aminokiseline dekarboksilaze [AADC] i džinovska aksonalna neuropatija [GAN]), očni poremećaji (Leberova kongenitalna amauroza [LCA], starosna makularna degeneracija [AMD ], horoideremija, ahromatopsija [ACHM], retinitis pigmentosa i X-vezana retinošiza [XLRS]), hemofilija s poremećajem krvarenja i poremećaji skladištenja lizozoma (LSD).

U svakom od ovih polja napredak je fantastičan, klinička ispitivanja su u toku, au nekim slučajevima tretmani su odobreni od strane regulatornih agencija i komercijalizirani.

Klinička genska terapija kod neuromuskularnih poremećaja

Klinička genska terapija u svojim različitim oblicima brzo se razvija, nudeći tračak nade koju je šira zajednica rijetkih poremećaja dugo čekala. Najperspektivniji virusni vektor za prijenos gena za neuromišićne bolesti je AAV, koji ima odličan sigurnosni profil i efikasnost u translaciji.

Ovdje razmatramo tri obećavajuća pristupa kliničke AAV genske terapije koja obećavaju za pacijente s teškim i iscrpljujućim neuromuskularnim bolestima.

SMA

SMA je razarajuća neurodegenerativna bolest koja je rezultat progresivnog gubitka motornih neurona.1

Ovaj autosomno recesivni poremećaj rezultat je mutacije u genu SMN1 motornog neurona preživljavanja sa incidencom od približno 1:10,000 živorođenih, od kojih 60% ima SMA tip 1.2,3. Ljudski SMN gen je invertirana duplikacija na kromosomu 5q13 .2.

SMN1 je telomerni i visoko homologni SMN2, koji leži u centromernom položaju.1,4 Mutacija egzona 7-tačkaste mutacije SMN2 gena rezultira spajanjem egzona i isključenjem iz konačnog transkripta, što rezultira nestabilnim razgradivim proteinom.5

Funkcionalni SMN protein pune dužine je prvenstveno odgovornost SMN1 sa malim doprinosom SMN2.6 U nedostatku SMN1, broj kopija SMN2 je glavna determinanta kliničkog fenotipa.7

Pogođena novorođenčad s 2 kopije SMN2 vjerovatno će razviti teški tip 1 (SMA1), karakteriziran brzoprogresivnom slabošću, nemogućnošću samostalnog sjedenja, respiratornom insuficijencijom s progresijom do smrti ili trajnom ventilacijom prije 2,8 godine U pripremi za ispitivanje na ljudima, veliki korak je bio pokazujući da je AAV9 stigao do nervnih ćelija moždanog stabla i kičmene moždine.

It was confirmed in SMA murine models that systemically delivered self-complementary AAV9 (scAAV9) crossed the blood-brain barrier and achieved high levels of neuronal transduction.9,10 Preclinical studies, delivering scAAV9-SMN to SMA pups, demonstrated positive effects on survival, growth, and neuromuscular transmission.11,12 Two key observations from these studies worth noting were both time of intervention and dose-response effects on survival. Early treatment at postnatal day 2 extended the lifespan from 15 days to >250 dana.11

Istraživački novi lijek (IND) omogućio je otvoreno kliničko ispitivanje genske terapije uz povećanje doze koje počinje 13. maja 2014. Studija raspona doze scAAV9.pilećeg b-aktina (CB).SMN (START ispitivanje) na niskom ( n=3; 6,7 1013 mg/kg) i visoka (n=6; 3,3 1014 mg/kg) doza je odobrena. u nedostatku stalne ventilacije. Na početku probe prednizolon nije bio uključen u protokol.

Dana 9 nakon isporuke SMN gena prvom pacijentu, hemije seruma su pokazale da je alanin aminotransferaza (ALT) povećana 16 > normalno. Na osnovu ovih nalaza, izmjene protokola su dostavljene FDA i uključivale prednizon, 1 mg/kg dnevno započet 24 h prije isporuke gena i kao sigurnosnu mjeru, smanjeno virusno opterećenje za visoke doze sa 3,3 1014 vg /kg do 2,0 1014vg/kg.

Ovo se sada smatra "terapijskom dozom" i usvojeno je za druga klinička ispitivanja genske terapije. Rezultati ispitivanja genske terapije SMA su možda premašili očekivanja za 15 uključenih SMA subjekata (niska doza n=3; visoka doza n=12) .

Na kraju studije (decembar 2017.), sva dojenčad su bila živa, a svih 12 pacijenata liječenih terapijskom dozom nije bilo trajnog ventiliranja.14 Korist liječenja je bila brza: Dječja bolnica u Filadelfiji test neuromišićnih poremećaja (CHOPINTEND) povećao se za 9,8 poena na 1 mjesec dana. i 15,4 boda na 3 mjeseca.

U terapijskoj dozi, 11 je sjedilo bez asistencije, 9 se prevrtalo, 11 se hranilo oralno i moglo je govoriti, a 2 su se probudila nezavisno.13 Slika 1 prikazuje srednje rezultate CHOP-INTEND za 24 mjeseca za pacijente sa SMA liječenim terapijskom dozom u poređenju sa prirodnim anamnezom. Ove motoričke prekretnice su bez presedana kod SMA1 novorođenčadi i bile su jasna indikacija robusne rasprostranjene transdukcije motornih neurona.

Ključno kliničko zapažanje koje je izdvojilo pacijente liječene terapijskim dozama bilo je očuvanje i oporavak respiratornih i oralnih motoričkih sposobnosti. Efikasnost je u korelaciji sa ranim tretmanom i visokim CHOP-INTEND.15

Jedini pacijent koji je liječen nakon 7,9 mjeseci nije reagirao na terapiju. Povišene serumske aminotransferaze uočene su kod 4 pacijenta i bile su oslabljene kortikosteroidima.

U aprilu 2018. Novartis je sklopio ugovor o kupovini AveXisa i nastavio pratiti 15 subjekata upisanih u studiju. U maju 2019., onasemnogeni abeparvovec (Zolgensma) je dobio odobrenje FDA kao prvu sistemsku isporučenu AAV gensku terapiju. Nakon odobrenja, događaji vrijedni pažnje uključuju kontinuirano dugotrajno praćenje subjekata uključenih u START ispitivanje.

U posljednjem rezu podataka 31. decembra 2019., 11 od 12 pacijenata liječenih u prvom trialatu terapijskom dozom preživjelo je bez potrebe za trajnom ventilacijom. Dokumentovane su nove prekretnice, a CHOP-INTEND rezultat je povećan za 24,5 poena.

Dva dodatna pacijenta su stekla prekretnicu u stajanju uz asistenciju. Pri rezu podataka, najstariji pacijent koji je primio terapijsku dozu imao je 5,6 godina, sada 5,2 godine od prijenosa gena.

Da bi se dalje procijenio uticaj rane intervencije, započeto je novo multicentrično istraživanje presimptomatskih novorođenčadi (%6 sedmica starosti) sa 2 ili 3 kopije SMN2 (SPR1NT).

Treatment at a mean age of 20 days shows improvement in CHOP-INTEND scores >50 kod svih subjekata sa preživljavanjem do 18 mjeseci (Slika 2). U 2019. godini, SMA je dodat u Preporučeni Uniform Screening Panel (RUSP), a brojne države su usvojile ovu gensku terapiju koja kreira politiku dostupnu novorođenčadi u prvih nekoliko sedmica nakon rođenja.

U Ohaju, 5 presimptomatskih pacijenata liječeno je onasemnogeneabeparvovec, a najstariji sada ima 12 mjeseci. Budućnost za pacijente sa SMA izgleda svetla. Uspeh genske terapije SMA tipa 1 proširen je na pacijente sa SMA R6 meseci do<5 years with three copies of SMN2, and eligibility required the ability to sit independently in the absence of walking without support. 

Tri doze scAAV.CB.SMN su trebale biti primijenjene intratekalno. Kohorte sa niskim i srednjim dozama su završile upis, ali je FDA djelimično stavila visoku dozu na čekanje.

Ovo je bilo kao odgovor na pretkliničku studiju o neljudskim primatima (NHP) koju je prijavio AveXis koji su primali intratekalne vektore. Pronašli su upalu mononuklearnih ćelija dorzalnih ganglija (DRG), ponekad praćenu degeneracijom ili gubitkom neuronskih ćelija. Thehold nije uticao na klinička ispitivanja intravenske Zolgensme. Nedavne studije iz Wilsonove laboratorije18 pružaju neki dalji uvid.

Nakon infuzije AAV vektora u subarahnoidalni prostor kod NHP, patologija u DRG je konzistentan nalaz kod gotovo svih životinja. Slični nalazi su viđeni, čak iu nekim studijama kada su veće doze davane sistemski. Međutim, u ovim NHP-ovima primetan je odsustvo bilo kakvih kliničkih posledica pri upotrebi terapijskih transgena.

Dakle, u kontekstu rizika i koristi, odgovor na isporuku gena kod kliničke SMA bolesti13 nadmašuje zabrinutost oko upalnog infiltrata uočenog u DRG. DMDDMD je X-vezana, degenerativna mišićna distrofija uzrokovana mutacijama u DMD genu.19

Genski proizvod, distrofin, je integralni protein citoskeleta, koji vezuje kontraktilne aktinske filamente za sarkolemu skeletnih i glatkih mišićnih ćelija.

Tokom bolesti, gubitak distrofina dovodi do krhkosti membrane, ciklusa nekroze i regeneracije, smanjenog regenerativnog kapaciteta i zamjene mišića fibrozom.20 Klinički, progresivna slabost mišića rezultira gubitkom kretanja u dobi od 914 godina i kardio-respiratornom insuficijencijom koja dovodi do smrt u drugoj ili trećoj deceniji.21

Povišenje mišićne kreatin kinaze (CK) što ukazuje na tekuću distrofičnu patologiju je evidentno pri rođenju.22 CK opada kod neambulantnih pacijenata jer je skeletni mišić zamijenjen fibrozom.

Velika veličina DMD gena čini ga podložnim spontanim mutacijama. Incidencija je 1:5,000 muških rođenja.22,23 Funkcionalna proizvodnja distrofina u različitim količinama je rezultat ciljanja specifičnih mutacija koje su podložne preskakanju egzona.24 Iako neke terapije antisens oligonukleotidima (AON) imaju odobrenje FDA,25 primjenjivi pacijent stanovništvo i očuvanje funkcije ostaju ograničeni. Terapija zamjene gena je potencijalno poboljšana strategija za ciljanje šire grupe pacijenata s DMD-om.

Velika prepreka predstavlja pakovanje velikog DMD gena u AAV vektore ograničene na<5 kb. To circumvent this challenge, designs for miniaturizing the dystrophin gene have been developed. 

Usvajanje skraćene verzije distrofina kao mogućeg tretmana za DMD zasniva se na pacijentu s Beckermuskularna distrofija koji je ostao u pokretu sedam decenija uprkos brisanju skoro polovine njegovog DMD gena.26

Trenutno, transgeni koji uključuju različite brojeve spektrinskih ponavljanja (SR) i šarke i isporuku koristeći različite AAV serotipove prolaze kroz procjenu sigurnosti i efikasnosti u istovremenim ispitivanjima sistemske genske terapije (Tabela 1) pod pokroviteljstvom Sarepta Therapeutics, Pfizer i Sum Biosciences u nastavku, .Sarepta Therapeutics je nedavno izvijestila o rezultatima svoje faze 1/2 otvorenog ispitivanja, sigurnosti i podnošljivosti, sprovedenog u NationwideChildren's Hospital (ClinicalTrials.gov: NCT03375164).27 Uključeno je 4 dječaka s DMD, srednje starosti mutacije između 4,8 godina, egzoni 18 i 58, uzimajući prednizolon R12 sedmica, koji je primio rAAVrh74.

MHCK7.micro-dystrophin (SRP-9001) delivered through an extremity vein. Subjects with AAVrh74 total binding antibody titers >1:400 je isključeno. Protokol je uključivao jednu dozu dnevnog prednizona, 1 mg/kg, počevši 1 dan prije isporuke gena, i nastavljajući 30 dana (ili više ako je potrebno). Infuzirana je pojedinačna doza SRP9001, 2,0 1014 mg/kg. Serotip AAVrh74 u kombinaciji sa tkivno specifičnim MHCK7 promotorom sa a-myosinenhancerom predviđa visok nivo ekspresije u skeletnom i srčanom mišiću.

Transgen mikro-distrofina sadrži SR 13 koji se vezuju za sarkolemu što dovodi do poboljšanja vezivanja sarkolema i proizvodnje sile, kao i SR 24 i šarke 1, 2 i 4.28 U 12 sedmici, biopsija gastrocnemius mišića u poređenju sa mikro-osnovnom linijom pokazala je srednju vrijednost Ekspresija distrofina na 81,2% mišićnih vlakana, sa srednjim intenzitetom od 96%.

Western blot (WB) je pokazao srednju ekspresiju od 74,3% bez prilagođavanja masti ili fibroze i 95,8% sa prilagođavanjem. CK u serumu je ostao snižen kod svih ispitanika (raspon 46%85%) sa funkcionalnim poboljšanjem u prosjeku za 5,5 poena u North Star Ambulatornoj procjeni (NSAA) za 1 godinu.

Također je došlo do poboljšanja vremena za penjanje 4 stepenice i trčanje/hodanje 100. Histološki nalazi su otkrili odsustvo centralne nukleacije i prstenastih miofibera i smanjenje procenta sadržaja kolagena u mišićima nakon tretmana u poređenju sa početnom linijom (prosječno 26,7% ± 8,4%).

Profil neželjenog događaja (AE) je bio minimalan. Tri pacijenta su imala prolazno povišenje g-glutamiltransferaze koje je nestalo kortikosteroidima. Ukupno 18 događaja se smatralo povezanim s liječenjem; najčešće je bilo povraćanje (50%).

Uzrok povraćanja je nejasan, ali nije bio u korelaciji sa AAV imunitetom. Profil sigurnosti i efikasnosti potaknuo je dugotrajno praćenje i kontinuiranu fazu 2, randomiziranu, placebom kontroliranu, 96-sedmičnu produžetku studiju sa većom veličinom uzorka (ClinicalTrials.gov: NCT03769116).

Farmaceutska kompanija Pfizer dala je rezultate svog tekućeg ispitivanja sigurnosti i podnošljivosti PF-06939926 na nedavnom sastanku Američkog društva za gensku i ćelijsku terapiju (ASGCT), 15. maja 2020. rAAV9.mini-distrofin isporučen je kod 9 dječaka s DMD, uzrasta od 6,2 do 12,8 godina; svi su svakodnevno uzimali glukokortikoide, bez već postojećih neutralizirajućih AAV9 antitijela.

Raspored povećanja doze je uključivao 1.0 1014 mg/kg (n=3) ili 3,0 1014 mg/kg (n=6). Biopsije mišića na početku uporedio mini-distrofin tonormal koristeći tečnu hromatografiju-masenu spektrometriju (LCMS): 2 mjeseca 20% i na 12 mjeseci 24% (n=3).

Pri visokoj dozi, ekspresija je bila 35% (n=6) i 52% (n=3), u 2. i 12. mjesecu, respektivno. Rezultati imunofluorescencije (IF) bili su u istom rasponu za uzorke testirane na visokim i niskim dozama uz blagi pad nakon 12 mjeseci. NSAA za 3 ispitanika u jednoj godini pokazao je srednji porast od 3,5 poena u odnosu na početnu liniju.

Frakcija masti procijenjena MR na 12 mjeseci pokazala je smanjenje od 8% pri visokoj dozi (n=3) i ostala je nepromijenjena pri niskoj dozi. Profil AE je bio složeniji.

Više od 40% sudionika iskusilo je povraćanje, mučninu, smanjen apetit i pireksiju. Zbog izvještaja o akutnoj ozljedi bubrega koja uključuje atipični hemolitičko-uremijski sindrom (aHUS) nalik sa aktivacijom komplementa koja zahtijeva hemodijalizu i ekulizumab je prvobitno stavljen na P-u, omogućiti izmjene protokola (juni 2019.).

Kod drugog subjekta, trombocitopenija sa aktivacijom komplementa poput aHUS-a zahtijevala je transfuziju trombocita i ekulizumab. Pfizer je najavio planiranu fazu 3, randomizirano, multicentrično, dvostruko slijepo, placebom kontrolirano ispitivanje koje uključuje 99 subjekata (C3391003) registrovanih na ClinicalTrials.gov: NCT04281485.

For more information:1950477648nn@gmail.com