Trenutne klinične uporabe genske terapije in vivo z AAV, 6. del

Pompejeva bolezen

Pompejeva bolezen je motnja shranjevanja glikogena, ki vodi do kopičenja glikogena v mišicah in motonevronih.235,236 Pomanjkanje aktivnosti acidalfa-glukozidaze (GAA) pri bolnikih s hudim/zgodnjim nastopom povzroči klinično patologijo, ki vključuje globoko oslabelost, hipotonijo in kardiorespiratorno odpoved.237

Pompejeva bolezen je degenerativna bolezen, ki prizadene spomin, vendar ne smemo preveč poudariti njenega negativnega vpliva na spomin. Namesto tega bi morali na to bolezen gledati pozitivno in iskati učinkovita zdravljenja za izboljšanje kakovosti življenja bolnikov.

Kot vemo, je spomin zelo kompleksna kognitivna funkcija, ki vključuje kompleksne interakcije med več področji možganov in nevroni. Pompejevo bolezen v glavnem povzroča postopno odmiranje nevronov v možganih. Zato ta bolezen vpliva na nastanek in ohranjanje spomina.

Zavedati pa se moramo, da spomin ne določa popolnoma človekove identitete in kakovosti življenja. Čeprav Pompejeva bolezen prizadene bolnikove kognitivne sposobnosti in sposobnosti samoupravljanja, lahko še vedno živijo smiselno življenje. Socialna interakcija, šport in umetniško ustvarjanje so načini, kako pomagati bolnikom s Pompejevo boleznijo ohraniti pozitiven odnos do življenja.

Poleg tega morajo družine in skupnosti bolnikov s Pompejevo boleznijo zagotoviti popolno oskrbo in podporo. Nega in podpora sta kot sonce, ki lahko pacientom pomagata verjeti, da še vedno premoreta vrednost in dostojanstvo, ter prinašata toplino in spodbudo v njihova srca.

Če povzamemo, Pompejeva bolezen je nedvomno frustrirajoča bolezen, vendar bi morali bolnikom pomagati zgraditi pozitivno miselnost, izboljšati kakovost življenja, ohraniti vero in sprejeti življenje s pozitivnim odnosom, skrbno nego in znanstvenimi metodami zdravljenja. Vidi se, da moramo izboljšati spomin in Cistanche lahko bistveno izboljša spomin, saj lahko Cistanche uravnava tudi ravnovesje nevrotransmiterjev, kot je povečanje ravni acetilholina in rastnih faktorjev, ki so zelo pomembni za spomin in učenje. Poleg tega lahko Cistanche izboljša pretok krvi in ​​spodbuja dostavo kisika, kar lahko zagotovi, da možgani dobijo dovolj hranil in energije, s čimer se izboljša vitalnost in vzdržljivost možganov.

Kliknite poznajte dodatke za povečanje spomina

Nedavno so prizadevanja za presejanje novorojenčkov odkrila znatno višjo incidenco do 1:9.500, zaradi česar je genska terapija racionalna rešitev za predsimptomatsko zdravljenje. Za Pompejevo bolezen so štirifazne študije genske terapije I/II pridobile odobritev FDA.

Corti et al.238 in Byrne et al.239 sta izvedla prvo preskušanje pri ljudeh z injiciranjem AAV1-citomegalovirusa (CMV)-GAA v diafragme devetim bolnikom z ventilatorsko insuficienco, da bi popravili respiratorno disfunkcijo, značilno za zgodnji pojav Pompeja bolezen (EOPD).

Rezultati so pokazali, da je bil vektor varen za uporabo in učinkovit pri izboljšanju delovanja prezračevanja pri vseh preiskovancih.238,240,241 Trenutno poteka drugo klinično preskušanje Univerze na Floridi pri bolnikih s poznim nastopom Pompejeve bolezni (LOPD).

Študija ocenjuje zmožnost ponovitve dajanja AAV(rAAV9-DES-hGAA) po določenem obdobju za vzdrževanje terapevtskih ravni GAA pri odraslih bolnikih s Pompe 242 (ClinicalTrials.gov:NCT02240407).

Preliminarni rezultati kažejo, da farmakološka modulacija imunskega sistema z uporabo rituksimaba in sirolimusa, pred in med odmerjanjem AAV, preprečuje tvorbo protiteles in omogoča ponavljajoče se odmerjanje AAV. Pri zgodnji intervenciji zaradi presejanja novorojenčkov je to pomembna ugotovitev za LSD, ki vplivajo na mišice in jetra, kjer lahko somatska rast povzroči zmanjšanje števila kopij genoma.

Univerza Floridateam v sodelovanju z ekipo kliničnega centra NIH, ki jo vodi dr. Bönneman, prav tako izvaja študijo za oceno varnosti in učinkovitosti intravenskega odmerka AAV-GAA pri otrocih z EOPD.

Bolniki, vključeni v to študijo, bodo prejeli isti imunomodulacijski režim, kot je bil uporabljen v študiji LOPD za obvladovanje imunskih odzivov na AAV in GAA. Poleg dela, opravljenega na Univerzi na Floridi, je nekaj drugih programov sprožilo klinične programe za testiranje lastnih vektorjev AAV pri bolnikih z Pompejeva bolezen.

Spark Therapeutics je bil odobren za vključitev v fazo I/II vektorsko posredovanega prenosa jetrnih genov za GAA pri LOPD. Ta pristop temelji na stabilni ekspresiji GAA v jetrih, doseženi s prenosom genov, ki ga posreduje vektor AAV, kar povzroči navzkrižno korekcijo v perifernih organih brez očitne imunogenosti proti transgenu (ClinicalTrials.gov: NCT04093349).

Predklinični podatki so razkrili obetavne rezultate, ki kažejo na trajne ravni GAA v plazmi.243 10 mesecev po odmerjanju so vse miši z izločitvijo GAA (Gaa/) pokazale zmanjšano kopičenje glikogena; povečano preživetje; in izboljšano delovanje srca, dihal in mišic v primerjavi z mišmi divjega tipa.

V primerjavi z ERT, trenutnim standardom oskrbe Pompejeve bolezni, je bil SPK-3006 prav tako učinkovitejši pri razgradnji in odpravljanju odvečnega kopičenja glikogena v neodzivnih mišičnih skupinah, ki so običajno nemotene za učinke ERT (Mendoza, 2018, Mednarodni kongres theWorld Muscle Society, konferenca).243

Na kalifornijski univerzi Irvine Health (ClinicalTrials.gov: NCT04093349) trenutno potekajo prve klinične študije pri ljudeh. Asklepios Biopharmaceutical je bil prav tako odobren za vključitev v odprto preskušanje afaze I/II za oceno varnosti in določitev bioaktivnosti ACTUS-101 (AAV2/8LSPhGAA) v dveh ravneh odmerka pri ljudeh z LOPD.

Z uporabo promotorja, specifičnega za jetra, je bil ta vektor AAV proizveden za izražanje GAA specifično v jetrih, skupaj z izločanjem GAA in receptorsko posredovanim prevzemom GAA v srčni in skeletni mišici.

Osrednja hipoteza je, da bo kontinuirana proizvodnja GAA iz depoja v jetrih pri Pompejevi bolezni zagotovila več koristi kot ERT (ClinicalTrials.gov:NCT03533673). 22. januarja 2019 je prvi bolnik v klinični študiji faze I/II prejel odmerek ACTUS-101.244

Gaucherjeva bolezen

Gaucherjeva bolezen, najpogostejša med LSD, je avtosomno recesivna LSD, ki jo povzroča pomanjkanje lizosomskega encima kislinske beta-glukozidaze (glukocerebrozidaze).

Čeprav je v svoji predstavitvi heterogen glede na tip, so glavni klinični učinki hepatosplenomegalija, nevrodegeneracija, kostna bolezen in pljučni zapleti.245 Do danes sta bili izvedeni dve poskusi zamenjave gena ex vivo za Gaucherjevo bolezen.

Z uporabo retrovirusne transdukcije periferne krvi ali celic CD34+ sta Dunbar in Kohn246 proučila varnost vektorja G1Gc, ki za izražanje cDNA človeške glukocerebrozidaze uporablja promotor virusne dolge terminalne ponovitve (LTR).247

Študija je sicer povzročila prehodno nizko stopnjo ekspresije popravljenih celic, vendar prenizko, da bi povzročila kakršno koli klinično korist ali povečano aktivnost encima glukocerebrozidaze.248

V drugem, trenutno aktivnem preskušanju genske terapije, AVROBIO uporablja ex vivo pristop genske terapije, ki temelji na lentivirusih in je zasnovan tako, da povzroči stabilno integracijo želenih genov v hematopoetske izvorne celice bolnikov (ClinicalTrials.gov:NCT04145037).

Predklinična preskušanja so pokazala pozitivne rezultate pri integraciji lentivirusnega vektorja v matične celice staršev in učinkovito replikacijo integriranih celic potomcev.249

Fabryjeva bolezen

Za Fabryjevo bolezen je značilna pomanjkljiva aktivnost a-galaktozidaze A (a-Gal A), kar povzroči kopičenje glikolipidov (globotriaozilceramida [Gb3] in globotriaozilsfingozina [LysoGb3]) v različnih tkivih.

Klinične manifestacije vključujejo progresivno odpoved ledvic, bolezni srca, cerebrovaskularne bolezni, kožne lezije in druge nepravilnosti. 250, 251 Čeprav je ERT trenutni standard oskrbe bolnikov s Fabryjem, ima svoje omejitve, ki povzročajo povečano zanimanje za terapije z nadomeščanjem genov. 252, 253 Od petih študij nadomeščanja genov Do danes dva od njih uporabljata pristop ex vivo (AVROBIO in University Health Network, Toronto), medtem ko druga dva uporabljata pristop in vivo (Sangamo Therapeutics in Freeline Therapeutics).

Vektor AVROBIO (AVR-RD-01) izhaja iz krvotvornih matičnih celic, ki jim je dodan gen, ki kodira AGA, v postopku ex vivo z uporabo lentivirusnega vektorja. V tekočem kliničnem preskušanju faze I/II (ClinicalTrials.gov: NCT03454893) so vmesni podatki pokazali, da so vsi štirje bolniki, ki so prejeli odmerke v delu faze I, pokazali povečane ravni aktivnosti encima AGA nad ravnmi bolnikov s klasičnim Fabryjevim (ESGCT AnnualMeeting abstract, Lausanne, 2018). .251,254 Predklinične študije za lentivirusni izdelek Univerzitetne zdravstvene mreže so prav tako pokazale obetavne rezultate.255

Zdravljenje z lentivirusno a-Gal A transducirano matično celico University Health Network trenutno testirajo na več kanadskih kliničnih preskušanjih (ClinicalTrials.gov: NCT02800070) (ASGCTAnnual Meeting abstract, San Diego, 2010).

Drugo prvo preskušanje pri ljudeh faze I/II, ki ga sponzorira SangamoTherapeutics, uporablja vektor AAV (rAAV2/6) za proizvodnjo pomanjkljivega encima na klinično pomembnih ravneh. ST-920 je AAVvektor, ki kodira cDNA za človeški a-Gal A s promotorjem, specifičnim za jetra, ki je zasnovan tako, da omogoči pacientovim jetrom neprekinjeno oskrbo z encimom a-Gal A (ClinicalTrials.gov:NCT04046224).

Pričakuje se, da bo stalna proizvodnja zmanjšala Gb3 in LysoGb3.251,256 Podobno Freeline Therapeutics uporablja vektor AAV (rAAV8) z jetrno specifičnim promotorjem za ustvarjanje trajno visokih ravni a-Gal A.

Preliminarni podatki o začetnem odmerku v študiji povečevanja odmerka so poročali o 3- do 4--kratnem povečanju aktivnosti plazme a-Gal A do 4. tedna po odmerku in se je ohranilo do omejitve podatkov.251

Evropska komisija je 10. marca 2020 odobrila oznako zdravila sirote za FLT190 za zdravljenje Fabryjeve bolezni na podlagi pozitivnega mnenja Odbora za zdravila sirote Evropske agencije za zdravila.257 4D Molecular Therapeutics prav tako izvaja študijo genske terapije. ki je pred kratkim odprt za vpis.

MPS tipa III (MPS III)-Sanfilippov sindrom

MPS III, znan tudi kot Sanfilippov sindrom, je napredujoča motnja, za katero je značilno kopičenje glikozaminoglikana v živčnih celicah.254 MPS III prizadene predvsem centralni živčni sistem, kar ima za posledico nevrodegeneracijo, progresivno motnjo v duševnem razvoju in nazadovanje v razvoju.

Ker so možgani najbolj prizadeti organ z MPS III, različni sponzorji z uporabo podobnih pristopov vse pogosteje preučujejo možgansko usmerjene genske nadomestne terapije za MPS IIIA in MPS IIIB. LYSOGENE, biotehnološko podjetje iz Francije, je uporabilo AAVrh.10 za prenašanje človeškega SGSH in SUMF1 cDNA za zdravljenje MPS II.

Terapevtski vektor AAVrh.10-hMPS3A so dajali štirim otrokom v prvem poskusu prve faze pri ljudeh z intracerebralnimi injekcijami. Vse štiri bolnike so spremljali eno leto po odmerku.

Rezultati preskušanja so dokazali, da je metoda dajanja varna za neposredno dostavo vektorja AAV v osrednji živčni sistem. Nevrokognitivne ocene so pokazale kognitivno korist pri najmlajšem otroku, medtem ko je bila korist bolj omejena pri treh starejših bolnikih.254,258uniQure Biopharma BV, ki uporablja tudi intrakranialno injekcije, dal vektor rAAV2/5, ki kodira človeško aN-acetilglukozaminidazo (NAGLU), sedmim otrokom za zdravljenje MPS IB.

Po dajanju je bilo ugotovljeno, da se je aktivnost NAGLU v centralnem živčnem sistemu povečala glede na izhodiščno vrednost s trajno proizvodnjo encimov v možganskih celicah. Vsi bolniki so pokazali izboljšave v svojih nevrokognitivnih ocenah, pri čemer je najmlajši deloval blizu zdravega otroka.

Ti rezultati kažejo, da bi ta pristop lahko preprečil počasen kognitivni upad pri otrocih z MPS IB.259 Dodatna in vivo in ex vivo klinična preskušanja genske terapije faze I/II za MPS so navedena v tabeli 1.

NCL

NCL so skupina dednih, avtosomnih, progresivnih nevrodegenerativnih motenj v otroštvu, za katere so klinično značilni demenca, epilepsija in izguba vida zaradi degeneracije mrežnice.

NCL nastanejo zaradi kopičenja ceroidnega lipofuscina v nevronskih celicah v možganih in mrežnici. Do danes obstaja 13 oblik NCL, od katerih ima vsaka različne okvare v genih, ki kodirajo proteine ​​v lizosomskem sistemu.260–262 Trenutno ni odobrenih zdravil za NCL.

Da bi našli učinkovito terapijo za NCL, so raziskali nove strategije nadomeščanja genov. Worrall et al.263 so razvili vektor AAV serotipa 2, ki izraža cDNA človeškega CLN2 (AAV2CUhCLN2) in dali vektor v CŽS 10 otrokom s pozno infantilno NCL (LINCL). .262

V primerjavi s kontrolnimi osebami je bilo napredovanje bolezni, ocenjeno s slikanjem CNS, počasnejše, čeprav ni bilo statistično značilno, kar je pokazalo zmanjšan volumen sive snovi in ​​prekata.

Predvsem so rezultati modificirane hamburške lestvice po odmerjanju pokazali bistveno počasnejši funkcionalni upad v primerjavi s kontrolno skupino.262,263 Tudi z uporabo pristopa in vivo so Cain et al.

264 je razvil vektor ascAAV9, ki izraža gen hCLN6 pod nadzorom hibridnega promotorja aCB.262 scAAV9.CB.hCLN6 je bil injiciran intratekalno v cerebrospinalno tekočino 4-letnih NHP in intracerebroventrikularno (icv) v miši.

Visoka ekspresija transgena je bila ugotovljena v možganih in hrbtenjači NHP z zelo malo laboratorijskimi nenormalnostmi. Icvinjekcija, ki so jo dajali mišim, je prav tako pokazala obetavne rezultate, vključno s preprečevanjem klasične patologije možganske bolezni CLN6, popravkom vedenjskih pomanjkljivosti in povečanim preživetjem.

Skupaj ti rezultati kažejo na učinkovitost in varnost scAAV9.CB.hCLN6.262,264 Ta pristop je sprejel Amicus Therapeutics in ga trenutno klinično preučujejo pri bolnikih z Battenovo boleznijo (ClinicalTrials.-gov: NCT02725580). Dodatna klinična preskušanja genske terapije faze I/II in vivo za NCL so navedena v tabeli 4.

Sklepi

Pojav naprednih terapevtskih zdravil pri lizosomski bolezni shranjevanja zagotavlja nove priložnosti za bolnike in, upajmo, transformativne terapevtske priložnosti.

Ko področje dozoreva, upamo, da bodo dodatne varne in učinkovite terapevtske možnosti široko dostopne. Še vedno obstajajo izzivi pri vzpostavitvi mreže usposobljenih ponudnikov za dajanje zdravil za gensko zdravljenje.

ZAHVALA

To delo je bilo podprto z donacijo Nacionalnega inštituta za zdravje ZDA K08 HL 146991-01 (LAG in donacijo Kanadskega inštituta za zdravstvene raziskave 18059 (JPT)

AVTORSKI PRISPEVKI

Vsi avtorji so sodelovali pri pisanju tega članka.

IZJAVA O INTERESIH

Dobil sem honorarje za svetovanje za AveXis, Amicus, Neurogene, AffiniaTherapeutics in Novartis. SJG je prejel licenčnine in/ali prihodek od svetovanja od Asklepios Biopharma, Neurogene, Abeona Therapeutics, Sarepta Therapeutics, Vertex Pharmaceuticals, LYSOGENE in Amicus Therapeutics. LAG ima intelektualno lastnino v zvezi z uporabo variantnega proteina faktorja VIII za gensko terapijo, služil je kot svetovalec za Pfizer in je glavni klinični raziskovalec za tekoča preskušanja hemofilije A in B faze I/II, ki jih sponzorirata SparkTherapeutics/Roche oziroma Pfizer.

REFERENCE

1. Burghes, AH, in Beattie, CE (2009). Spinalna mišična atrofija: zakaj nizke ravni beljakovin motoričnih nevronov povzročijo bolezni motoričnih nevronov? Nat. Rev. Neurosci. 10,597–609.

2. Verhaart, IEC, Robertson, A., Wilson, IJ, Aartsma-Rus, A., Cameron, S., Jones, CC, Cook, SF, in Lochmüller, H. (2017). Razširjenost, incidenca in pogostnost prenašalcev spinalne mišične atrofije, povezane s 5q - 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 primerkov. 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 in karakterizacija gena, ki določa spinalno mišično atrofijo. Celica 80, 155–165.

5. Monani, UR, Lorson, CL, Parsons, DW, Prior, TW, Androphy, EJ, Burghes, AH, in McPherson, JD (1999). Ena nukleotidna razlika, ki spremeni vzorce spajanja, loči gen SMA SMN1 od kopijskega gena SMN2. Hum. Mol.Genet. 8, 1177–1183.

6. Lorson, CL, Hahnen, E., Androphy, EJ, in Wirth, B. (1999). En sam nukleotid v genu SMN uravnava spajanje in je odgovoren za spinalno mišično atrofijo. Proc. Natl. Akad. Sci. ZDA 96, 6307–6311.

7. Feldkötter, M., Schwarzer, V., Wirth, R., Wienker, TF, in Wirth, B. (2002). Kvantitativne analize SMN1 in SMN2 na podlagi PCR v realnem času: hiter in zelo zanesljiv nosilec testiranje in napovedovanje resnosti spinalne mišične 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). Opazovalna študija spinalne mišične atrofije tipa I in posledice za klinična preskušanja. Nevrologija 83, 810–817.

9. Foust, KD, Nurre, E., Montgomery, CL, Hernandez, A., Chan, CM, in Kaspar, BK (2009). Intravaskularni AAV9 prednostno cilja na neonatalne nevrone in odrasle astrocite. Nat. Biotehnologija. 27, 59–65.

10. Duque, S., Joussemet, B., Riviere, C., Marais, T., Dubreil, L., Douar, AM, Fyfe, J., Moullier, P., Colle, MA, in Barkats, M. (2009). Intravensko dajanje samokomplementarnega AAV9 omogoča dostavo transgena odraslim motoričnim nevronom. 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, in Kaspar, BK (2010) ). Reševanje fenotipa spinalne mišične atrofije v mišjem modelu z zgodnjim postnatalnim porodom SMN. Nat. Biotehnologija. 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. in Barkats, M. (2011). Intravenska dostava scAAV9 kodonsko optimizirane sekvence SMN1 reši miši SMA. Hum. Mol. Genet. 20, 681–693.

For more information:1950477648nn@gmail.com