CRISPR gēnu rediģēšanai ir liels solījums retas akluma formas ārstēšanā

Tīklenes deģenerācija var būt iedzimta vai iegūta. Pirmajā gadījumā tā ir neārstējama un progresējoša slimība. Nesenā pētījumā, kas publicēts New England Journal of Medicine, tika pētīta iespējamā gēnu rediģēšanas izmantošana, lai koriģētu iedzimtu tīklenes deģenerāciju, ko sauc par CEP290, kas izraisa agrīnu redzes zudumu.

Iedzimtas tīklenes deģenerācijas izraisa patogēnas mutācijas jebkurā no vairāk nekā 280 gēniem. Šīs mutācijas izraisa tīklenes fotoreceptoru (gaismas jutīgo konusu un stieņu) darbības traucējumus un bojāeju, kā rezultātā skartajiem indivīdiem tiek zaudēta redze. Šie stāvokļi ir galvenais akluma cēlonis visā pasaulē.

Ar CEP290 saistītās tīklenes deģenerācijas vai Lēbera amaurozes gadījumā mutācijas centrosomas proteīns 290 (CEP290) pirmajos desmit dzīves gados izraisa daļēju vai pilnīgu aklumu. Tāpēc tas ir galvenais bērnu ģenētiskā akluma cēlonis, ko izraisa tīklenes bojājumi.

Vairāk nekā trīs ceturtdaļas šī stāvokļa gadījumu Amerikas Savienotajās Valstīs vien ir viens ģenētiskais variants, ko sauc par p.Cys998X. CEP290 parastā funkcija tiek bloķēta, ievietojot vienu kodēšanas segmentu transkripcijas laikā. Šīs molekulas trūkums traucē normālu ciliāru darbību uz fotoreceptoriem.

Pašlaik nav ārstēšanas. Atbalsta aprūpe ietver palielināmo stiklu un Braila raksta izmantošanu, kā arī mājas modifikācijas, lai radītu drošu vidi cilvēkiem ar redzes traucējumiem.

Audu līmenī stieņi un konusi kļūst neorganizēti tīklenes ārējos segmentos, jo šajā stāvoklī trūkst sensoro skropstu. Vidējās perifērās tīklenes stieņi nomirst, savukārt konusi saglabājas makulā, tīklenes centrālajā punktā.

Šiem pacientiem raksturīga iezīme ir tīklenes struktūras un funkcijas pārrāvums. Redzes ceļa proksimālās sastāvdaļas paliek neskartas, kas liecina, ka šo acu fotoreceptori var tikt izmantoti redzes atjaunošanai. Tiek pētītas dažādas pieejas, tostarp oligonukleotīdu izmantošana, lai novērstu ievietotā eksona ekspresiju, vai CEP290 gēna miniatūras versijas ievadīšana šūnā.

Jaunākā tehnoloģija ietver gēnu rediģēšanas izmantošanu ar injekciju, ko sauc par EDIT-101. Tas ir balstīts uz klasterizētas, regulāri izvietotas īsu palindromisku atkārtojumu (CRISPR) sistēmas izmantošanu kombinācijā ar ar CRISPR saistīto proteīna 9 (Cas9) proteīnu, lai novērstu patogēno variantu IVS26. Šī pētījuma mērķis bija izpētīt šīs terapijas drošību un efektivitāti.

Zinātnieki nolēma veikt atklātu pētījumu, kurā dalībniekiem tika ievadītas vienas zāļu devas augošā secībā. Šī 1.–2. Fāzes pētījuma mērķis bija novērtēt zāļu drošumu, vienlaikus izvērtējot arī sekundāros efektivitātes rezultātus.

Pētītie drošības parametri ietvēra nevēlamus notikumus un nepieņemamu toksicitāti, kas neļāva izmantot interesējošo devu. Veiktspēja tika mērīta dažādos veidos, tostarp koriģētā redzes asumā, tīklenes jutīgumā, ar redzi saistītā dzīves kvalitātes novērtējumā un redzes navigācijas mobilitātes testos.

EDIT-101 gēns tika ievadīts divpadsmit pieaugušajiem un diviem bērniem. Pieaugušie bija vecumā no 17 līdz 63 gadiem, un bērni bija attiecīgi deviņus un četrpadsmit gadus veci. Visiem bija vismaz viena IV26 varianta kopija.

Devas svārstījās no 6x10^11 vektora genomiem uz ml līdz 3x10^12 vektoru genomiem uz ml. Divi, pieci un pieci pieaugušie saņēma attiecīgi zemas, vidējas un lielas devas. Bērni saņēma vidējo devu.

Visas injekcijas tika veiktas ar sliktāko veiktspēju, proti, pētījuma aci.

Ko atklāja pētījums? Lielākajai daļai dalībnieku bija smags redzes asuma zudums zem 1,6 logMAR. Redzes asumu varēja pārbaudīt, tikai izmantojot Bērklija rudimentāro redzes testu. Spektrālā jutība palielinājās vismaz par 3 log, un stieņa funkcija nebija nosakāma visiem dalībniekiem.

Tomēr fotoreceptoru slāņa biezums lielākajai daļai pacientu bija normas robežās, kā paredzēts.

Lielākā daļa blakusparādību bija vieglas, apmēram piektā daļa bija vidēji smagas un tikai aptuveni 40% bija saistītas ar ārstēšanu. Nebija nekādu ar ārstēšanu saistītu nopietnu blakusparādību un devu ierobežojošas toksicitātes. Tīklenes struktūra neuzrādīja nekādas nevēlamas izmaiņas, kas liecina par pieņemamu zāļu drošumu.

Runājot par tā efektivitāti, sākotnējais pētījums liecināja par ievērojamu konusa redzes uzlabojumu, salīdzinot ar sākotnējo līmeni, sešiem pacientiem. Piecos no tiem bija uzlabojumi vismaz vienā citā jomā.

Uzlabošanās vismaz vienā no tālāk norādītajām jomām (labākais koriģētais redzes asums, sarkanās gaismas jutība vai uz redzi balstīta mobilitāte) tika novērota deviņiem pacientiem, gandrīz diviem no trim visā grupā. Gandrīz 80% bija uzlabojumi vismaz vienā veiktspējas rādītājā, un seši bija uzlabojumi divos vai vairākos pasākumos.

Četri uzrādīja vislabāk koriģētā redzes asuma pieaugumu par 0,3 logMAR, tādējādi atbilstot klīniski nozīmīga uzlabojuma kritērijiem. No tiem trīs ziņoja par uzlabojumu tikai trīs mēnešus pēc injekcijas. Vidējās šī parametra izmaiņas visā grupā bija -0,21 logMAR.

Gandrīz pusei grupas (6/14) konusa jutība pret gaismu dažādās frekvencēs, sarkanā, baltā un zilā krāsā, uzrādīja vizuāli nozīmīgu pieaugumu testa acī, salīdzinot ar kontroles aci, dažos gadījumos jau trīs mēnešus. Visi saņēma vidējas un lielas devas. Divos gadījumos uzlabojums sasniedza >1 logMAR, kas ir maksimālais iespējamais tikai konusiem.

Konusa izraisītā jutība bija vislielākā pacientiem, kas sākotnēji tika ietekmēti vissmagāk. Gandrīz visi pacienti ar uzlabotu konusa funkciju uzlaboja arī vienu vai vairākus citus pasākumus.

Četri dalībnieki uzrādīja vizuāli nozīmīgus uzlabojumus spējā orientēties sarežģītākās takās, salīdzinot ar sākotnējo stāvokli, no kuriem viens turpināja uzrādīt šo uzlabojumu vismaz divus gadus.

Seši dalībnieki piedzīvoja klīniski nozīmīgu ar redzi saistīto dzīves kvalitātes rādītāju pieaugumu.

“Šie rezultāti apstiprina produktīvu in vivo gēnu rediģēšanu, izmantojot EDIT-101, CEP290 proteīna ekspresijas terapeitiskos līmeņus un uzlabotu konusveida fotoreceptoru funkciju.”

Šis nelielais pētījums parādīja augstu drošības profilu un uzlabotu fotoreceptoru funkciju pēc EDIT-101 ievadīšanas dalībniekiem. Šie rezultāti "atbalsta turpmākus in vivo pētījumus par CRISPR-Cas9 gēnu rediģēšanu, lai ārstētu iedzimtas tīklenes deģenerācijas, ko izraisa IVS26 CEP290 variants un citi ģenētiski cēloņi."

Jās, kurās ir vērts turpināt izmeklēšanu, ir konstatējums, ka uzlabota konusa funkcija pēc terapijas nav vienāda ar uzlabotu redzes asumu, kas ir klīniski nozīmīgs pasākums. Otrkārt, agrāka iejaukšanās var dot labākus rezultātus. Visbeidzot, ja tiek mērķētas abas gēna kopijas, terapeitiskais ieguvums var būt lielāks.