Trenutne kliničke primjene in vivo genske terapije s AAV, dio 6

Pompeova bolest

Pompeova bolest je poremećaj skladištenja glikogena koji dovodi do akumulacije glikogena u mišićima i motoneuronima.235,236 Nedostatak aktivnosti acidalfa-glukozidaze (GAA) kod pacijenata s teškim/ranim početkom rezultira kliničkom patologijom koja uključuje duboku slabost, hipotoniju i kardiorespiratornu insuficijenciju.237

Pompeova bolest je degenerativna bolest koja utječe na pamćenje, ali ne treba prenaglašavati njen negativan utjecaj na pamćenje. Umjesto toga, trebali bismo pozitivno gledati na ovu bolest i tražiti efikasne tretmane za poboljšanje kvaliteta života pacijenata.

Kao što znamo, pamćenje je vrlo složena kognitivna funkcija koja uključuje složene interakcije između više područja mozga i neurona. Pompeova bolest je uglavnom uzrokovana postupnim odumiranjem neurona u mozgu. Stoga ova bolest utječe na formiranje i zadržavanje pamćenja.

Međutim, moramo shvatiti da pamćenje ne određuje u potpunosti identitet i kvalitetu života osobe. Iako Pompeova bolest utiče na kognitivne sposobnosti pacijenata i sposobnosti upravljanja sobom, oni i dalje mogu imati smislen život. Društvena interakcija, sport i umjetničko stvaralaštvo su svi načini da se pomogne pacijentima s Pompeovom bolešću da zadrže pozitivan stav prema životu.

Osim toga, porodice i zajednice pacijenata sa Pompeovom bolešću treba da im pruže punu brigu i podršku. Briga i podrška su poput sunca, što može pomoći pacijentima da povjeruju da još uvijek imaju vrijednost i dostojanstvo, te donijeti toplinu i ohrabrenje u njihova srca.

Ukratko, Pompeova bolest je nesumnjivo frustrirajuća bolest, ali bismo trebali pomoći pacijentima da izgrade pozitivan način razmišljanja, poboljšaju svoj kvalitet života, zadrže svoju vjeru i prihvate život kroz pozitivan stav, pažljivu njegu i naučne metode liječenja. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a Cistanche može značajno poboljšati pamćenje jer Cistanche može regulisati i ravnotežu neurotransmitera, kao što je povećanje nivoa acetilholina i faktora rasta, koji su veoma važni za pamćenje i učenje. Osim toga, Cistanche također može poboljšati protok krvi i promovirati isporuku kisika, što može osigurati da mozak dobije dovoljnu ishranu i energiju, čime se poboljšava vitalnost i izdržljivost mozga.

Kliknite znati suplemente za jačanje pamćenja

Nedavno su skrining novorođenčadi otkrili značajno veću incidencu do 1:9500, što gensku terapiju čini racionalnim rješenjem za liječenje bez simptoma. Za Pompeovu bolest, četiri faze I/II genske terapije su postigle odobrenje od strane FDA.

Corti et al.238 i Byrne et al.239 izveli su prvo ispitivanje na ljudima ubrizgavanjem AAV1-citomegalovirusa (CMV)-GAA u dijafragme devet pacijenata sa respiratornom insuficijencijom kako bi se ispravila respiratorna disfunkcija karakteristična za rani početak Pompea bolest (EOPD).

Rezultati su pokazali da je vektor i siguran za upotrebu i efikasan u poboljšanju performansi ventilacije kod svih subjekata.238,240,241 Još jedno kliničko ispitivanje sa Univerziteta Florida se trenutno provodi na pacijentima sa kasnim početkom Pompeove bolesti (LOPD).

Studija procjenjuje sposobnost ponavljanja primjene AAV(rAAV9-DES-hGAA) nakon perioda za održavanje terapijskih nivoa GAA kod odraslih pacijenata Pompea 242 (ClinicalTrials.gov:NCT02240407).

Preliminarni rezultati sugeriraju da farmakološka modulacija imunološkog sistema korištenjem rituksimaba i sirolimusa, prije i u vrijeme doziranja AAV-a, sprječava stvaranje antitijela i omogućava ponovljeno doziranje AAV-a. Uz ranu intervenciju zbog skrininga novorođenčadi, ovo je važno zapažanje za LSD koji utječu na mišiće i jetru, gdje somatski rast može uzrokovati pad broja kopija genoma.

Univerzitet Floridateam, u suradnji s timom Kliničkog centra NIH-a na čelu sa dr. Bönnemanom, također provodi studiju za procjenu sigurnosti i efikasnosti intravenske doze AAV-GAA kod djece sa EOPD.

Pacijenti uključeni u ovu studiju će dobiti isti režim imunomodulacije koji se koristi u LOPD studiji za upravljanje imunološkim odgovorima na AAV i GAA. Pored rada sprovedenog na Univerzitetu Florida, nekoliko drugih programa pokrenulo je kliničke programe za testiranje vlastitih vektora AAV kod pacijenata sa Pompeova bolest.

Spark Therapeutics je odobren da se uključi u fazu I/II vektorski posredovan transfer gena jetre za GAA u LOPD. Ovaj pristup se oslanja na stabilnu ekspresiju GAA u jetri koja se postiže preko AAV vektora posredovanog transfera gena, što rezultira unakrsnom korekcijom u perifernim organima bez evidentne imunogenosti protiv transgena (ClinicalTrials.gov: NCT04093349).

Pretklinički podaci su otkrili obećavajuće rezultate, sugerirajući stalne nivoe GAA u plazmi.243 10 mjeseci nakon doziranja, svi miševi s nokautiranjem GAA (Gaa/) su pokazali smanjenu akumulaciju glikogena; povećano preživljavanje; i poboljšana srčana, respiratorna i mišićna funkcija u poređenju sa divljim miševima.

U poređenju sa ERT-om, trenutni standard njege za Pompeovu bolest, SPK-3006 je također bio učinkovitiji u razgradnji i uklanjanju viška nakupljenog glikogena u refraktornim mišićnim grupama koje su tipično prigušivale efekte ERT-a (Mendoza, 2018., Međunarodni kongres the World Muscle Society, konferencija).243

Prve kliničke studije na ljudima trenutno su u toku na Kalifornijskom univerzitetu Irvine Health (ClinicalTrials.gov: NCT04093349). Asklepios Biopharmaceutical je također odobren da se uključi u otvoreno ispitivanje faze I/II radi procjene sigurnosti i određivanja bioaktivnosti ACTUS-101 (AAV2/8LSPhGAA) na dva nivoa doze kod ljudi sa LOPD.

Uz upotrebu promotora specifičnog za jetru, ovaj AAV vektor je proizveden za ekspresiju GAA specifično u jetri praćenu sekrecijom GAA i receptorom posredovanim preuzimanjem GAA u srčanim i skeletnim mišićima.

Centralna hipoteza je da će kontinuirana proizvodnja GAA iz depoa jetre pružiti više koristi nego ERT kod Pompeove bolesti (ClinicalTrials.gov:NCT03533673). 22. januara 2019., prvom pacijentu u fazi I/II kliničke studije doziran je ACTUS-101.244

Gaucherova bolest

Gaucherova bolest, najčešća od LSD-ova, je autosomnorecesivni LSD uzrokovan nedostatkom lizozomalnog enzima acidbeta-glukozidaze (glukocerebrozidaze).

Iako je heterogena u svojoj prezentaciji na osnovu tipa, glavni klinički efekti su hepatosplenomegalija, neurodegeneracija, bolest kostiju i plućne komplikacije.245 Do sada su bila dva ex vivo ispitivanja zamjene gena za Gaucherovu bolest.

Korištenjem retrovirusne transdukcije periferne krvi ili CD34+ ćelija, Dunbar i Kohn246 su ispitali sigurnost vektora G1Gc koji koristi promotor virallong terminal repeat (LTR) za ekspresiju ljudske glukocerebrozidaze cDNA.247

Studija je rezultirala prolaznom niskom ekspresijom korigiranih stanica, međutim preniska da bi rezultirala bilo kakvom kliničkom koristi ili povećanom aktivnošću enzima glukocerebrozidaze.248

U drugom, trenutno aktivnom ispitivanju genske terapije, AVROBIO koristi ex vivo pristup genske terapije baziran na lentivirusima koji je osmišljen da rezultira stabilnom integracijom željenih gena u hematopoetske matične ćelije dobijene od pacijenta (ClinicalTrials.gov:NCT04145037).

Pretklinička ispitivanja su pokazala pozitivne rezultate u integraciji lentivirusnog vektora u matične ćelije i efektivnu replikaciju integrisanih ćelija potomstva.249

Fabryjeva bolest

Fabrijevu bolest karakterizira nedostatak aktivnosti a-galaktozidazeA (a-Gal A), što rezultira nakupljanjem glikolipida (globotriaozilceramid [Gb3] i globotriaozilsfingozin [LysoGb3]) u različitim tkivima.

Kliničke manifestacije uključuju progresivno zatajenje bubrega, bolesti srca, cerebrovaskularne bolesti, kožne lezije i druge abnormalnosti.250,251 Iako je ERT trenutni standard njege pacijenata sa Fabryjem, on ima svoja ograničenja koja izazivaju povećan interes za terapije zamjene gena.252,253 Od pet studija zamjene gena za godine, dva od njih koriste ex vivo pristup (AVROBIO i Univerzitetska zdravstvena mreža, Toronto), dok druga dva koriste in vivo pristup (Sangamo Therapeutics i Freeline Therapeutics).

AVROBIO-ov vektor (AVR-RD-01) je izveden iz hemopoetskih matičnih ćelija kojima je dodat gen koji kodira AGA u ex vivo procesu koristeći lentivirusni vektor. U tekućem kliničkom ispitivanju faze I/II (ClinicalTrials.gov: NCT03454893), privremeni podaci su pokazali da su sva četiri pacijenta koja su dozirana u dijelu faze I pokazala povećane nivoe aktivnosti enzima AGA iznad nivoa pacijenata sa klasičnim Fabryjem (ESGCT AnnualMeeting sažetak, Lausanne, 2018.) .251,254 Pretkliničke studije za lentivirusni proizvod Univerzitetske zdravstvene mreže takođe su pokazale obećavajuće rezultate.255

Terapija lentivirusnom a-Gal A transdukovanim matičnim ćelijama Univerzitetske zdravstvene mreže trenutno se testira na nekoliko kanadskih kliničkih lokacija (ClinicalTrials.gov: NCT02800070) (ASGCTANnual Meeting abstract, San Diego, 2010).

Drugo prvo ispitivanje faze I/II na ljudima koje sponzorira SangamoTherapeutics koristi AAV vektor (rAAV2/6) za proizvodnju manjkavog enzima na klinički značajnim razinama. ST-920 je AAVvektor koji kodira cDNK za ljudski a-Gal A sa promotorom specifičnim za jetru dizajniranim da omogući pacijentovoj jetri da proizvodi kontinuirano snabdevanje a-Gal A enzima (ClinicalTrials.gov:NCT04046224).

Očekuje se da će stalna proizvodnja smanjiti Gb3 i LysoGb3.251,256 Slično, Freeline Therapeutics koristi AAV vektor (rAAV8) sa promotorom specifičnim za jetru za proizvodnju trajnih visokih nivoa a-Gal A.

Preliminarni podaci o početnoj dozi u studiji eskalacije doze izvijestili su o 3- do 4- puta povećanju aktivnosti plazmaa-Gal A do 4. sedmice nakon doze i održan je kroz graničnu vrijednost podataka.251

Evropska komisija je 10. marta 2020. godine dodijelila oznaku lijeka siročad za FLT190 za liječenje Fabrijeve bolesti, na osnovu pozitivnog mišljenja Komiteta za lijekove siročad Evropske agencije za lijekove.{3}}D Molecular Therapeutics također provodi studiju genske terapije koji je nedavno otvoren za upis.

MPS tip III (MPS III)-Sanfilippo sindrom

MPS III, takođe poznat kao Sanfilippo sindrom, je progresivni poremećaj koji karakteriše akumulacija glikozaminoglikana u neuralnim ćelijama.254 MPS III prvenstveno utiče na CNS, što dovodi do neurodegeneracije, progresivnog intelektualnog invaliditeta i razvojne regresije.

Kako je mozak organ koji je najviše pogođen MPS III, terapije zamjene gena usmjerene na mozak su sve više proučavane i za MPS IIIA i za MPS IIIB od strane različitih sponzora koristeći slične pristupe. LYSOGENE, biotehnološka kompanija iz Francuske, koristila je AAVrh.10 da nosi ljudski SGSH i SUMF1 cDNK za liječenje MPS II.

Terapijski vektor AAVrh.10-hMPS3A primijenjen je četvero djece u prvoj fazi prve intracerebralne injekcije kod čovjeka. Sva četiri pacijenta praćena su godinu dana nakon doze.

Rezultati ispitivanja su pokazali da je metoda primjene sigurna za direktnu isporuku AAV vektora u CNS. Neurokognitivne procjene su sugerirale kognitivne prednosti kod najmlađeg djeteta, dok su bile ograničenije koristi kod tri starija pacijenta.254,258uniQure Biopharma BV, također koristeći intrakranijalnu injekcije, primijenjen vektor rAAV2/5 koji kodira humanu aN-acetilglukozaminidazu (NAGLU) kod sedmoro djece za liječenje MPS IB.

Nakon primjene, otkriveno je da je aktivnost NAGLU u CNS-u povećana u odnosu na početnu vrijednost uz kontinuiranu proizvodnju enzima od strane moždanih stanica. Svi pacijenti su pokazali poboljšanja u svojim neurokognitivnim procjenama pri čemu je najmlađi funkcionirao blizu zdravog djeteta.

Ovi rezultati sugeriraju da bi ovaj pristup mogao spriječiti usporavanje kognitivnog pada kod djece sa MPS IB.259 Dodatna in vivo i ex vivo klinička ispitivanja genske terapije faze I/II za MPS navedena su u Tabeli 1.

NCLs

NCL su grupa naslijeđenih, autozomnih, progresivnih neurodegenerativnih poremećaja u djetinjstvu koje klinički karakteriziraju demencija, epilepsija i gubitak vida zbog degeneracije mrežnice.

NCL su uzrokovane akumulacijom ceroidnog lipofuscina u neuronskim stanicama u mozgu i retini. Do danas postoji 13 oblika NCL-a, od kojih svaki ima različite defekte u genima koji kodiraju proteine ​​u lizozomskom sistemu.260–262 Trenutno ne postoje odobreni tretmani za NCL.

Da bi se pronašla efikasna terapija za NCL, istražene su nove strategije zamjene gena. Worrall et al.263 razvili su vektor AAV serotipa 2 koji eksprimira ljudsku CLN2 cDNK (AAV2CUhCLN2) i dali vektor u CNS 10 djece sa kasnim infantilnim NCL (LINCL) .262

U poređenju sa kontrolnim subjektima, progresija bolesti procijenjena CNS imagingom bila je sporija, iako nije statistički značajna, pokazujući smanjenu sivu tvar i ventrikularni volumen.

Značajno je da su rezultati modifikovane hamburške skale posle doze pokazali značajno sporiji funkcionalni pad u poređenju sa kontrolnom grupom.262,263 Takođe uz korišćenje in vivo pristupa, Cain et al.

264 je razvio vektor ascAAV9 koji eksprimira hCLN6 gen pod kontrolom aCB hibridnog promotora.262 scAAV9.CB.hCLN6 je ubrizgan intratekalno u CSF 4-godišnjih NHP i intracerebroventrikularno (icv) miševima.

Visoka ekspresija transgena pronađena je u mozgu i kičmenoj moždini NHP-a sa vrlo malo laboratorijskih abnormalnosti. Ikvinjekcija primijenjena miševima također je pokazala obećavajuće rezultate, uključujući prevenciju klasične CLN6 patologije moždane bolesti, korekciju deficita u ponašanju i povećano preživljavanje.

Uzeti zajedno, rezultati ukazuju na efikasnost i sigurnost scAAV9.CB.hCLN6.262,264Ovaj pristup je usvojila Amicus Therapeutics i trenutno se klinički proučava kod pacijenata sa Battenovom bolešću (ClinicalTrials.-gov: NCT02725580). Dodatna klinička ispitivanja genske terapije in vivo faze I/II za NCL su navedena u tabeli 4.

Zaključci

Pojava napredne terapije u bolesti lizosomskog skladištenja pruža nove mogućnosti pacijentima i, nadamo se, transformativne terapeutske mogućnosti.

Kako polje sazrijeva, nadamo se da će dodatne sigurne i efikasne terapijske opcije biti široko dostupne. Još uvijek postoje izazovi za uspostavljanje mreže kvalifikovanih pružalaca usluga za primjenu lijekova za gensku terapiju.

ZAHVALNICA

Ovaj rad je podržan od strane američkog Nacionalnog instituta za zdravlje grantK08 HL 146991-01 (LAG i grant Kanadskog instituta za istraživanje zdravlja 18059 (JPT)

DOPRINOSI AUTORA

Svi autori su doprinijeli pisanju ovog članka.

IZJAVA O INTERESIMA

Primio sam konsultacije za AveXis, Amicus, Neurogene, AffiniaTherapeutics i Novartis. SJG je primio tantijeme i/ili konsultantske prihode od Asklepios Biopharma, Neurogene, Abeona Therapeutics, Sarepta Therapeutics, Vertex Pharmaceuticals, LYSOGENE i Amicus Therapeutics. LAG posjeduje intelektualnu svojinu koja se odnosi na upotrebu proteina varijante faktora VIII za gensku terapiju, služio je kao konsultant za Pfizer, i klinički je glavni istraživač u tekućim ispitivanjima hemofilije A i B faze I/II pod pokroviteljstvom SparkTherapeutics/Roche i Pfizer.

REFERENCE

1. Burghes, AH, i Beattie, CE (2009). Spinalna mišićna atrofija: zašto nizak nivo proteina motornih neurona preživljavanja čini motorne neurone bolesnima? Nat. Rev. Neurosci. 10,597–609.

2. Verhaart, IEC, Robertson, A., Wilson, IJ, Aartsma-Rus, A., Cameron, S., Jones, CC, Cook, SF, i Lochmüller, H. (2017). Prevalencija, incidencija i učestalost prenosa 5q-povezane spinalne mišićne atrofije – pregled literature. Orphanet J. RareDis. 12, 124.

3. Sugarman, E.A., Nagan, N., Zhu, H., Akmaev, V.R., Zhou, Z., Rohlfs, E.M., Flynn, K., Hendrickson, B.C., Scholl, T., Sirko-Osadsa, D.A., and Allitto, B.A. (2012). Panethnic carrier screening and prenatal diagnosis for spinal muscular atrophy: clinical laboratory analysis of >72.400 primjeraka. Eur. J. Hum. Genet. 20, 27–32.

4. Lefebvre, S., Bürglen, L., Reboullet, S., Clermont, O., Burlet, P., Viollet, L., Benichou, B., Cruaud, C., Millasseau, P., Zeviani, M. ., et al. (1995). Identifikacija i karakterizacija gena koji određuje spinalnu mišićnu atrofiju. Ćelija 80, 155–165.

5. Monani, UR, Lorson, CL, Parsons, DW, Prior, TW, Androphy, EJ, Burghes, AH, i McPherson, JD (1999). Jedna razlika nukleotida koja mijenja obrasce spajanja razlikuje SMA gen SMN1 od kopije gena SMN2. Hum. Mol.Genet. 8, 1177–1183.

6. Lorson, CL, Hahnen, E., Androphy, EJ, i Wirth, B. (1999). Jedan nukleotid u SMN genu reguliše spajanje i odgovoran je za spinalnu mišićnu atrofiju. Proc. Natl. Akad. Sci. USA 96, 6307–6311.

7. Feldkötter, M., Schwarzer, V., Wirth, R., Wienker, TF, i Wirth, B. (2002). Kvantitativne analize SMN1 i SMN2 zasnovane na PCR ciklusu svjetlosti u realnom vremenu: brz i vrlo pouzdan nosač testiranje i predviđanje težine spinalne mišićne atrofije. Am. J. Hum. Genet. 70, 358–368.

8. Finkel, RS, McDermott, MP, Kaufmann, P., Darras, BT, Chung, WK, Sproule, DM, Kang, PB, Foley, AR, Yang, ML, Martens, WB, et al. (2014). Opservacijska studija spinalne mišićne atrofije tipa I i implikacije za klinička ispitivanja. Neurology 83, 810–817.

9. Foust, KD, Nurre, E., Montgomery, CL, Hernandez, A., Chan, CM, i Kaspar, BK (2009). Intravaskularni AAV9 prvenstveno cilja na neonatalne neurone i adultastrocite. Nat. Biotechnol. 27, 59–65.

10. Duque, S., Joussemet, B., Riviere, C., Marais, T., Dubreil, L., Douar, AM, Fyfe, J., Moullier, P., Colle, MA i Barkats, M. (2009). Intravenska primjena samokomplementarnog AAV9 omogućava isporuku transgena odraslim motornim neuronima. Mol. Ther. 17, 1187–1196.

11. Foust, KD, Wang, X., McGovern, VL, Braun, L., Bevan, AK, Haidet, AM, Le,TT, Morales, PR, Rich, MM, Burghes, AH, i Kaspar, BK (2010. ). Spašavanje fenotipa spinalne mišićne atrofije u modelu miša ranim postnatalnim porođajem SMN. Nat. Biotechnol. 28, 271–274.

12. Dominguez, E., Marais, T., Chatauret, N., Benkhelifa-Ziyyat, S., Duque, S., Ravassard, P., Carcenac, R., Astord, S., Pereira de Moura, A. , Voit, T., and Barkats, M. (2011). Intravenska isporuka scAAV9 kodonom optimizirane SMN1 sekvence spašava SMA miševe. Hum. Mol. Genet. 20, 681–693.

For more information:1950477648nn@gmail.com