Trenutne klinične uporabe genske terapije in vivo z AAV, 3. del

GAN

GAN je avtosomno recesivna nevrodegenerativna motnja osrednjega in perifernega živčnega sistema, ki se običajno kaže s progresivno šibkostjo in ataksijo. Posamezniki prav tako trpijo zaradi izgube čutil in premikanja ter podležejo odpovedi dihanja.62

Recesivno dedovanje in spomin sta dve temi, ki se zdita brez neposredne povezave, vendar sta med njima tesna povezava. Recesivno dedovanje se nanaša na pojav genetskega dedovanja, ki obstaja v genomu, vendar ne povzroča očitnih fenotipskih sprememb. Spomin se nanaša na sposobnost ljudi, da med kognitivnimi procesi pridobijo, shranijo in prikličejo informacije. Torej, kako sta ti dve temi povezani?

Prvič, recesivno dedovanje in spomin sta produkta živčnega sistema. V naših možganih je na desetine milijard nevronov, ki prenašajo informacije prek preganglijske substancije nigre in sinaps. Na povezavo med nevroni in učinkovitost prenosa sinaps vplivajo geni. Zato lahko rečemo, da je razvoj in delovanje živčevja most med recesivnim dedovanjem in spominom.

Drugič, recesivno dedovanje in spomin imata tudi razmerje medsebojnega vpliva. Nekatere študije so pokazale, da lahko genske variacije vplivajo na zmogljivost spomina. Na primer, izguba ali mutacija določenih genov lahko vpliva na nastanek in stabilnost sinaps v možganih, s čimer vpliva na spomin ljudi. Hkrati lahko urjenje spomina vpliva tudi na recesivno dedovanje. Nekateri poskusi so pokazali, da lahko v določenih okoliščinah plastičnost spomina vpliva na izražanje in mutacijo specifičnih genov in s tem spremeni fenotipske značilnosti posameznih potomcev.

Končno je mogoče spremeniti in izboljšati tako recesivno dedovanje kot spomin. Čeprav ne moremo spremeniti svojega genoma, lahko izboljšamo svoj spomin z ustvarjanjem ugodnega okolja in prakse. Na primer, zdrav življenjski slog, dober spanec in kognitivni trening lahko izboljšajo spomin. Podobno se lahko nekatere nove tehnologije in zdravljenja, kot sta urejanje genov in genska terapija, uporabljajo tudi za zdravljenje in izboljšanje stanj, povezanih z recesivnim dedovanjem.

Če povzamemo, obstaja tesna povezava med recesivnim dedovanjem in spominom. Čeprav genetske dediščine ne moremo popolnoma nadzorovati, lahko svoj spomin spremenimo in izboljšamo z ustvarjanjem ugodnega okolja in prakse, kar je tudi nekaj, na kar moramo biti pozitivni. Vidi se, da moramo izboljšati svoj 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 ustrezno prehrano in energijo, s čimer se izboljša vitalnost in vzdržljivost možganov.

Kliknite poznajte dodatke za izboljšanje spomina

Na podlagi nevropatoloških študij obstaja izguba izražanja gigatonov, ki prizadene skorjo malih možganov, možgansko deblo in posteriorne stebre hrbtenjače, zaradi česar je idealna kandidatna motnja za intratekalno dostavo prenosa gena AAV9 (pregledali Bailey et al.63).

Gigaksonin je potreben za organiziranje in razgradnjo vmesnih filamentov in vodi do povečanih aksonov z gosto povezanimi vmesnimi filamenti (pregled Bailey et al.63).

Na Nacionalnem inštitutu za zdravje (NIH; ClinicalTrials.gov: NCT02362438) poteka študija 1. stopnje stopnjevanja odmerka intratekalnega AAV9/GAN.

Obeti za prihodnost

Skoraj 2 desetletji po začetnih poskusih intracerebralnega prenosa genov z uporabo AAV2 so se metode za prenos genov v centralni živčni sistem močno razširile. Kadar je zaželen fokalni prenos genov, kot na primer za PD in AADC, je mogoče z vektorji AAV2 doseči natančnejši prenos genov v večji volumen možganskega tkiva z uporabo metod, kot je dostava s konvekcijo, ki jo vodi MRI.64–66

Vendar bi večina motenj osrednjega živčevja v idealnem primeru zahtevala širok in učinkovit prenos genov v celoten osrednji živčni sistem. Odkritje novejših kapsid AAV, kot je AAV9, je omogočilo veliko širšo stopnjo prenosa genov kot večkratne stereotaksične injekcije.9,10,67–69 Poleg številnih študij na živalskih modelih je bila uporaba AAV9 dokazana v kliničnih preskušanjih po intratekalni injekciji (kot za GAN) ali z intravensko injekcijo (kot za SMA13).

Pričakuje se, da bo uporaba AAV9 ali podobnih kapsid AAV kmalu razširila uporabo genske terapije na več motenj CŽS. Čeprav je AAV9 močno razširil zmožnost zdravljenja večjega števila motenj osrednjega živčevja, še vedno cilja na manjšino celic v možganih.70

Če pogledamo naprej, bi nova generacija kapsid AAV z večjo učinkovitostjo ciljanja na CNS povečala učinkovitost zdravljenja z gensko terapijo, usmerjeno v CNS, ter razširila število bolezni, ki bi jih potencialno lahko zdravili z gensko terapijo.

Klinična in vivo genska terapija za očesne bolezni

Genska terapija je pridobila svoje mesto v glavni medicinski praksi po odobritvi FDA za Luxturna, zdravljenje2-na podlagi AAV za dedno bolezen mrežnice (IRD) retinalni pigmentni epitelij (RPE)65-LCA (LCA2).

Ta uspeh je temeljil na desetletjih dela več skupin, od katerih je ena nadaljevala s komercializacijo izdelka.71–76 Zdravljeni bolniki so pokazali življenjsko pomembne izboljšave občutljivosti na svetlobo in vizualno vodenega vedenja.

Podrobni povzetki biologije RPE65, predkliničnih študij na živalskih modelih in zdravljenja LCA2 z gensko terapijo več skupin so že objavljeni.77,78

Dramatičen uspeh tega programa je spodbudil tako akademijo kot industrijo, da so dokazali koncept, da bi genska terapija lahko obnovila ali ohranila vid na živalskih modelih drugih bolezni mrežnice, vključno, vendar ne omejeno na, AMD, horoideremijo, ACHM, pigmentozo retinitisa in XLRS.79– 85

Zanimivo pa je, da se ti predklinični uspehi niso dosledno prevedli v tako robustne klinične rezultate, kot so bili opaženi pri bolnikih z LCA2.86–92 Medtem ko je treba razloge za to neskladje še popolnoma pojasniti, nezadostno izražanje transgena, ki ga posreduje AAV v ciljnih celicah in/ali imunski odziv je verjetno igral vlogo.

Prihodnji uspeh na področju retinalne genske terapije in na širšem področju genske terapije bo odvisen od identifikacije izvedljivih razponov terapevtskih odmerkov, ki temeljijo na dokazani sposobnosti (1) ciljanja na ustrezen tip celic v mrežnici primata in (2) spodbujanja zadostnih ravni terapevtske transgenske ekspresije . Medtem ko številni dejavniki prispevajo k tropizmu AAV, učinkovitosti transdukcije in povezanemu imunskemu odzivu v mrežnici, je pot dostave še posebej kritična. Povzetek trenutnih pristopov in pristopov v razvoju, njihovih prednosti in slabosti ter ustrezni klinični primeri so obravnavani spodaj.

Subretinalna injekcija (SRI)

SRI se uporablja v večini kliničnih preskušanj, ker omogoča namestitev terapevtika in situ (v kirurško ustvarjen prostor med fotoreceptorji (PR) in RPE, imenovan subretinalni "mehurček").

Večino IRD povzročijo mutacije genov, specifičnih za PR. Poleg svoje bližine najpogostejšim kliničnim ciljnim celicam (tj. RPE in PR) je SRI privlačen zaradi imunskega privilegija tega oddelka. Za razliko od sistemsko dostavljenih AAV, subretinalno dostavljeni vektorji izzovejo relativno zmanjšan imunski odziv glede na imunsko deviacijo, povezano s sprednjo komoro (ACAID).93,94

Vendar je SRI zahtevna tehnika, opisana kot "skoraj subspecialnost zase."95 Zahteva vitrektomijo (odstranitev steklovine) in retinotomijo (prehod igle skozi mrežnico), kar je lahko povezano z zapleti, kot so raztrganine mrežnice. , napredovanje katarakte ali krvavitev mrežnice/žilnice.96

Ustvarjanje subretinalnih mehurčkov zahteva ločitev mrežnice od osnovnega RPE. Fovea, ki izključuje stožec, je še posebej občutljiva na odstop. SRI vektorja pod foveo nekaterih bolnikov z LCA2 je povzročil osrednjo redčenje mrežnice in izgubo ostrine vida.75

Podobno zmanjšanje debeline mrežnice so opazili pri bolnikih s horoideremijo.96 Kirurška tehnika subretinalne genske terapije temelji na uveljavljenih subretinalnih postopkih, kot je injekcija subretinalnega tkivnega aktivatorja plazminogena (tPA) za subretinalno krvavitev, povezano z neovaskularno AMD.96

Vendar je treba posebno pozornost posvetiti prilagajanju tehnike posebnim značilnostim strukture mrežnice, ki je prisotna v IRD. Vitreoretinalni kirurgi, ki dobro poznajo subretinalno gensko terapijo, so poročali o uporabnosti intraoperativne optične koherenčne tomografije (OCT), ki omogoča in vivo povratne informacije v realnem času med kirurškimi primeri.97

Ustvarjanje subretinalnega mehurčka z mikroiglo (običajno kanile velikosti 38- do 41-, s teflonsko konico, raztegljivo ali neraztegljivo, ki se namesti skozi troakar apars plana) je zahtevno in kritično korak v postopku.98

Korak vboda z iglo ima ozko mejo napake: pretirano globok vbod konice igle lahko povzroči krvavitev, obstrukcijo konice kanile, nenamerno suprahoroidalno dostavo vektorja ali trajno poškodbo RPE; vendar lahko preplitko vbod z iglo povzroči retinoshizo zaradi intraretinalne hidracije med nastajanjem mehurčkov.97

Nekateri kirurgi pred injiciranjem vektorja v ta prostor ustvarijo "predmehurček", narejen z uravnoteženo raztopino soli (BSS), kar lahko prepreči izgubo vektorja v votlino steklastega telesa med ustvarjanjem mehurčka.

Drug kirurški premislek je inherentna težava enakomernega in natančnega volumskega dajanja, povezana s trenutno transverzalno subretinalno metodo dajanja.

Na volumen vektorja lahko vpliva uporaba predmehurčka BSS, izguba vektorja zaradi izstopa steklovine z mesta retinotomije in nepopolna dostava volumna ciljnega vektorja zaradi presoje kirurga (skrb za raztezanje fovee ali nastanek makularne luknje ali drugi varnostni razlogi).

V kliničnih preskušanjih, kjer se odločanje o povečevanju odmerka sprejema z majhnim številom preiskovancev, je lahko izziv ustrezno sprejeti odločitve o varnosti ali učinkovitosti, razen če je mogoče doseči potrditev natančnega in enotnega vnosa volumna vektorja pri vseh odmerjenih bolnikih.

Pomembno je tudi omeniti, da so kljub relativni imunski privilegiji vektorji AAV še vedno sposobni doseči raven neželenih učinkov in izzvati odzive gostiteljskih celic v subretinalnem prostoru.

V kliničnih preskušanjih faze I/II za RPE65-LCA na University College London (ClinicalTrials.gov: NCT00643747) so opazili očesno vnetje po SRI 11012 vg AAV2-RPE65.71,99

V preskušanju Univerze v Pennsylvaniji/Univerze v Floridi (ClinicalTrials.gov: NCT00481546) niso opazili nobenega vnetja. V preskušanju Univerzitetne bolnišnice Nantes (ClinicalTrials.gov: NCT01496040), ki je zlasti uporabljalo drugačno kapsido AAV (AAV4), je bilo vnetje opaženo pri 4,8 1010 vg.100 V preskušanju III. opazili pri 1,5 1011 vg.76,101 V kliničnih preskušanjih horoideremije so opazili tudi pomembno vnetje pri 1 1011 vg.90,102

Različne odmerke, pri katerih so klinično opazili vnetje, je mogoče pripisati razlikam v proizvodnji in karakterizaciji vektorjev, kapsidi AAV in osnovnem bolezenskem stanju mrežnice.

Ker se je fokus zdaj premaknil na ocenjevanje genskih terapij za IRD, kjer so tarčne celice PR, je vredno razmisliti o razmerju med številčnostjo produkta, ki nadomešča gen, in odmerjanjem vektorja.

Da bi bila katera koli genska terapija uspešna, je treba doseči zadostne terapevtske ravni transgenske ekspresije (npr. beljakovin) pri odmerkih, ki ne povzročajo neobvladljivega vnetja. V idealnem primeru bi moral obstajati zadosten razpon med najmanjšim učinkovitim odmerkom na živalskih modelih in NOAEL (raven neopaznih neželenih učinkov), tako da je mogoče izvesti študijo stopnjevanja odmerka faze I/II.

Logika narekuje, da bi lahko IRD, ki jih povzročajo okvare proteinov mrežnice, izraženih na sorazmerno nizkih ravneh, lažje odpravili z gensko terapijo.

Primerjava predkliničnih ugotovitev v velikih živalskih modelih IRD v primerjavi s kliničnimi rezultati podpira ta koncept, čeprav objavljeni klinični rezultati ostajajo skromni. Predklinične študije, ki jih je sponzoriral AGTC, so ovrednotile AAVRPGR (regulator retinitis pigmentosa GTPase) pri obolelem pasjem modelu RPGR X-povezanega retinitis pigmentosa (XLRP).103 Učinkovitost (izboljšanje avtofluorescence fundusa) je bila zabeležena pri odmerkih, tako nizkih kot 1,8 109 vg,103, in vnetje opazili šele pri odmerku 4,5 1011 vg.103 Biogenovi 6--mesečni rezultati kliničnega preskušanja AAV-RPGR faze I/II so bili predstavljeni na letošnjem srečanju ASGCT.

Poročalo je o izboljšavah vidnih polj pri šestih zdravljenih bolnikih z XLRP, "izjemnem izboljšanju vida" in "dokazih možne regeneracije zunanjega segmenta" pri enem bolniku, zdravljenem z visokim odmerkom (5 1011 vg). Obvladljivo vnetje so opazili le pri tej skupini z visokimi odmerki.

Medtem ko še ni predstavljeno/objavljeno, sporočilo za javnost AGTC104 (datum dostopa 6-12-20) navaja, da je 9 od 17 zdravljenih bolnikov doživelo izboljšanje vida, merjeno z mikroperimetrijo in/ali najbolje popravljeno ostrino vida (BCVA) 3 mesece po injiciranju. Samo bolniki s submakularnimi injekcijami so pokazali to izboljšanje.

Po 6 mesecih po injiciranju je bilo izboljšanje pri teh devetih bolnikih stabilno. Pri štirih od teh bolnikov (4/8 testiranih) je prišlo do izboljšanja vidne občutljivosti (tj. mikroperimetrije).

Proteomska analiza razkriva, da obstajata približno 2 000 molekuli RPGR na senzorični cilij PR (PSC), zaradi česar je 1.087. (CNGB3) v adog modelu CNGB3 ACHM je pokazala le skromna izboljšanja delovanja mrežnice pri 5 1010 vg in vnetja pri 5 1011 vg.

Preizkušanja faze I/II za CNGB3 ACHM sta leta 2016 začela tako AGTC kot MeiraGTx, vendar klinični rezultati še niso bili predstavljeni/objavljeni. Kanali, odvisni od cikličnih nukleotidov, so močno izraženi (61,000 molekul na PSC), zaradi česar so veliko večji kot RPGR.105

Predklinične študije na ovčjem modelu kanalske podenote alfa 3 (CNGA3) ACHM, odvisne od cikličnih nukleotidov, so pokazale močno izboljšanje delovanja mrežnice pri 1,8 1011 vg (najnižji testirani odmerek) in vnetje pri 6,0 1011 vg.

Klinična preskušanja faze I/II, izvedenih v Univerzitetni bolnišnici Tuebingen in Univerzi Ludwiga Maximiliana v Münchnu (ClinicalTrials.gov: NCT02610582), so bolnike zdravili z naslednjimi odmerki: 1 1010 vg, 5 1010 vg ali 1 1011 vg.91

Poročali niso o neobvladljivem vnetju in pri vseh odmerkih so opazili skromno izboljšanje ostrine vida, kontrastne občutljivosti in pragov kromatične ločljivosti, kar je skladno z biološko aktivnostjo, ki jo posreduje vektor.92

Odmerki, potrebni za zagotavljanje terapije v predkliničnih študijah, so bili višji pri CNGA3-ACHM v primerjavi z RPGR-XLRP, čeprav klinični rezultati CNGA3-ACHM kažejo, da so lahko IRD, ki jih povzročajo okvare v močno izraženih genih, še vedno uspešne.

Nekatere IRD, kot sta Usherjev sindrom, povezan z MYO7A, in Stargardtova bolezen, povezana z ABCA4-, povzročajo mutacije v genih, za katere so kodirne sekvence prevelike, da bi jih lahko prilegale standardnemu vektorju AAV (zmogljivost pakiranja 5 kb).

Lentivirus, ki lahko sprejme večjo obremenitev (9,7 kb), je bil zato izbran za obravnavo teh IRD v kliničnih preskušanjih faze I/II, ki so se začela v letih 2011/2012. Za nobeno od obeh preskušanj do danes ni bilo objavljenih nobenih poročil o biološki aktivnosti.

To naj bi pripisali dejstvu, da lentivirus slabo transducira postmitotske PR,106,107 ciljno celico tako v USH1B kot v Stargardtu. Trenutno si več skupin prizadeva razviti dvojne vektorske platforme AAV, ki bodo spodbujale dostavo velikih genov v PR.108,109

Poleg monogenske bolezni se AAV uporablja tudi za vektorizacijo reagentov antivaskularnega endotelijskega rastnega faktorja (VEGF) v mrežnico prek SRI, ki služi kot enkratno zdravljenje neovaskularne oblike AMD (mokre AMD).

To predstavlja potencialno izboljšavo v primerjavi z mesečnimi intravitrealnimi injekcijami standardne oskrbe (IVI) zaviralcev VEGF, ki lahko trpijo zaradi slabe skladnosti. REGENXBIO je nedavno zaključil preskušanje faze I/IIa, v katerem so bolniki v petih kohortah prejemali odmerke AAV8-anti VEGF fab med 3,109 vg in 2,4 1011 vg na oko. Pri 1 mesecu pi so opazili od odmerka odvisno povečanje ravni izražanja beljakovin

Ni bilo nobenih neželenih učinkov, povezanih z zdravilom, niti kliničnih znakov imunskega odziva ali očesnega vnetja, povezanega z zdravilom. Medtem ko v kohorti 1 (3 109 vg/oko) ali kohorti 2 (1 1010 vg/oko) niso opazili jasnih znakov izboljšav, so bolniki v kohorti 3 (6 1010 vg/oko) pokazali izboljšave v srednji BCVA in osrednji debelini mrežnice. 50 % bolnikov v kohorti 3 ostane brez injekcij (tj. brez IVI zaviralcev VEGF) do 2 leti po zdravljenju.

Nedavno so rezultati iz kohorte 5 (2,5 1011 vg/oko) pokazali, da 73 % bolnikov ni prejemalo injekcij vsaj 9 mesecev po zdravljenju. REGENXBIO namerava spremeniti svoj pristop dostave.

Njegov cilj je dostaviti AAV v subretinalni prostor prek mikrokanile, ki dostopa do mrežnice posteriorno iz suprahoroidalnega prostora (glejte razdelek spodaj) in s tem povečati dostopnost do zdravljenja (ne bo zahtevala vitrektomije/kirurškega posega v celoti). Druga tema Na področju genske terapije IRD je zanimiva razvijajoča se analiza tveganja in koristi za subretinalni pristop.

Primer je, ali je priporočljivo odvajanje stožčaste fovee prek SRI. Pri nekaterih IRD, za katere je značilna prisotnost resnih funkcionalnih pomanjkljivosti kljub ohranjenosti mrežnice (npr. GUCY2DLCA1), predstavlja SRI makule privlačno razmerje med tveganjem in koristmi. 110, 111 Preprosto povedano, bolniki s popolnoma disfunkcionalnimi fovealnimi stožci nimajo tveganja v smislu funkcije in velikega možnost pridobitve, saj zaradi njihove ohranjene laminarne arhitekture mrežnice (1) bolj verjetno prenašajo kirurški odstop fovee in (2) so potencialno bolj dojemljivi za terapijo.

To je v nasprotju z bolniki, ki ohranijo funkcijo stožca in imajo aktivno degeneracijo mrežnice (tj. retinitis pigmentosa). V slednjem scenariju lahko SRI AAV, ki se lahko bočno širijo preko roba odcepitve, posreduje pri terapevtskih nivojih izražanja genov v fovealnih stožcih, pri čemer se izogne ​​tveganjem, povezanim z odstopom od fovee.

Dejansko je ekstrafovealni SRI takšnih vektorjev (na osnovi AAV44.9) spodbujal 98-odstotno transdukcijo fovealnih stožcev pri makaku, ne da bi bilo treba med operacijo odstraniti foveo.112

Poleg tega lahko ti novi vektorji, ki se širijo bočno od mehurčka za injiciranje, omogočijo tudi funkcionalne izboljšave v večjem obsegu mrežnice.112 Kljub kirurški zapletenosti so številne prednosti, ki jih ponuja SRI (močna ekspresija genov v zunanjih celicah mrežnice, dostava na razmeroma imunsko privilegirano mesto, njegov dokazani uspeh pri obravnavi RRD in nove tehnologije kapsid, ki se raziskujejo za nadaljnje povečanje njegove varnosti), kažejo, da se bo ta pristop dostave še nekaj časa uporabljal.

For more information:1950477648nn@gmail.com