CRISPR genų redagavimas teikia daug vilčių gydant retą aklumo formą

Tinklainės degeneracija gali būti paveldima arba įgyta. Pirmuoju atveju tai yra nepagydoma ir progresuojanti liga. Neseniai žurnale „New England Journal of Medicine“ paskelbtame tyrime buvo nagrinėjamas galimas genų redagavimo panaudojimas įgimtai tinklainės degeneracijai, vadinamai CEP290, kuri sukelia ankstyvą regėjimo praradimą, koreguoti.

Paveldimas tinklainės degeneracijas sukelia patogeninės mutacijos bet kuriame iš daugiau nei 280 genų. Dėl šių mutacijų sutrinka tinklainės fotoreceptorių (šviesai jautrių lazdelių ir kūgelių) veikimas ir jie žūsta, todėl sergantieji praranda regėjimą. Šios būklės yra pagrindinė aklumo priežastis visame pasaulyje.

Su CEP290 susijusio tinklainės degeneracijos arba Leberio amaurozės atveju mutavęs centrosomos baltymas 290 (CEP290) sukelia dalinį arba visišką aklumą per pirmuosius dešimt gyvenimo metų. Todėl tai yra pagrindinė genetinio aklumo priežastis vaikams, kurią sukelia tinklainės pažeidimas.

Vienas genetinis variantas, vadinamas p.Cys998X, vien JAV lemia daugiau nei tris ketvirtadalius šios ligos atvejų. Normalų CEP290 veikimą blokuoja vieno koduojančio segmento įterpimas transkripcijos metu. Šios molekulės trūkumas sutrikdo normalų blakstieninių skaidulų veikimą fotoreceptoriams.

Šiuo metu nėra vaistų nuo šios ligos. Palaikomoji priežiūra apima didinamųjų stiklų ir Brailio rašto naudojimą, taip pat namų modifikacijas, siekiant sukurti saugią aplinką žmonėms su regėjimo negalia.

Audinių lygmenyje dėl sensorinių blakstienėlių nebuvimo išoriniuose tinklainės segmentuose lazdelės ir kūgeliai tampa neorganizuoti. Viduriniojoje periferinėje tinklainėje esančios lazdelės žūsta, o kūgeliai išlieka geltonojoje dėmėje – centriniame tinklainės taške.

Būdingas šių pacientų bruožas yra tinklainės struktūros ir funkcijos atotrūkis. Proksimaliniai regos tako komponentai lieka nepažeisti, o tai rodo, kad šių akių fotoreceptoriai gali būti panaudoti regėjimui atkurti. Tiriami įvairūs metodai, įskaitant oligonukleotidų naudojimą įterpto egzono raiškai slopinti arba miniatiūrinės CEP290 geno versijos įvedimą į ląstelę.

Naujausia technologija apima genų redagavimą suleidžiant EDIT-101. Ji pagrįsta klasterinių reguliariai tarpais išdėstytų trumpų palindrominių pasikartojimų (CRISPR) sistemos naudojimu kartu su CRISPR susijusio baltymo 9 (Cas9) baltymu, siekiant pašalinti patogeninį IVS26 variantą. Šio tyrimo tikslas buvo ištirti šios terapijos saugumą ir veiksmingumą.

Tyrėjai nusprendė atlikti atvirą tyrimą, kurio metu dalyviams buvo skiriamos vienkartinės vaisto dozės didėjančia tvarka. Šio 1-2 fazės tyrimo tikslas buvo įvertinti vaisto saugumą, kartu vertinant ir antrinius veiksmingumo rezultatus.

Saugumo vertinamieji rodikliai apėmė nepageidaujamus reiškinius ir nepriimtiną toksiškumą, dėl kurių nebuvo galima vartoti dominančios dozės. Veiksmingumas buvo matuojamas įvairiais būdais, įskaitant pakoreguotą regėjimo aštrumą, tinklainės jautrumą, su regėjimu susijusios gyvenimo kokybės vertinimą ir regėjimo navigacijos mobilumo testą.

EDIT-101 genas buvo suleistas dvylikai suaugusiųjų ir dviem vaikams. Suaugusiųjų amžius svyravo nuo 17 iki 63 metų, o vaikų – atitinkamai devynerių ir keturiolikos metų. Visi jie turėjo bent vieną IV26 varianto kopiją.

Dozės svyravo nuo 6 × 10^11 vektoriaus genomų/ml iki 3 × 10^12 vektoriaus genomų/ml. Du, penki ir penki suaugusieji gavo atitinkamai mažą, vidutinę ir didelę dozes. Vaikai gavo vidutinę dozę.

Visos injekcijos buvo atliktos į akį, kuriai pasireiškė blogiausias rezultatas – tiriamąją akį.

Ką parodė tyrimas? Daugumai dalyvių regėjimo aštrumas buvo smarkiai sumažėjęs iki mažiau nei 1,6 logMAR. Regėjimo aštrumą buvo galima įvertinti tik naudojant Berklio vestigialinės regos testą. Spektrinis jautrumas padidėjo mažiausiai 3 log vienetais, o lazdelių funkcija visiems dalyviams buvo neaptinkama.

Tačiau daugumai pacientų fotoreceptorių sluoksnio storis, kaip ir tikėtasi, buvo normaliose ribose.

Dauguma šalutinių poveikių buvo lengvi, maždaug penktadalis – vidutinio sunkumo ir tik apie 40 % buvo susiję su gydymu. Nebuvo jokių rimtų su gydymu susijusių nepageidaujamų reiškinių ir dozę ribojančio toksinio poveikio. Tinklainės struktūra neparodė jokių nepageidaujamų pokyčių, o tai rodo priimtiną vaisto saugumą.

Kalbant apie veiksmingumą, preliminarus tyrimas parodė reikšmingą kūgelio regėjimo pagerėjimą, palyginti su pradiniu lygiu, šešiems pacientams. Iš jų penkiems pagerėjo bent viena kita sritis.

Devyniems pacientams, arba beveik dviem iš trijų visoje grupėje, pastebėtas bent vienos iš šių sričių (geriausiai pakoreguoto regėjimo aštrumo, jautrumo raudonai šviesai arba regėjimu pagrįsto judrumo) pagerėjimas. Beveik 80 % pacientų pagerėjo bent vienas veiklos rodiklis, o šešiems – du ar daugiau rodiklių.

Keturiems pacientams geriausias pakoreguotas regėjimo aštrumas padidėjo 0,3 logMAR, todėl atitiko kliniškai reikšmingo pagerėjimo kriterijus. Iš jų trys pranešė apie pagerėjimą jau praėjus trims mėnesiams po injekcijos. Vidutinis šio parametro pokytis visoje grupėje buvo -0,21 logMAR.

Beveik pusei grupės (6 iš 14) kūgelių jautrumas skirtingų dažnių – raudonos, baltos ir mėlynos – šviesai tiriamojoje akyje parodė vizualiai reikšmingą padidėjimą, palyginti su kontroline akimi, kai kuriems – jau po trijų mėnesių. Visiems buvo skirtos vidutinės ir didelės dozės. Dviems nustatytas >1 logMAR pagerėjimas – tai didžiausias įmanomas rodiklis, vertinant vien tik kūgelius.

Kūgelio sukeltas jautrumas buvo didžiausias pacientams, kuriems pradinio tyrimo metu buvo sunkiausiai sutrikusi funkcija. Beveik visiems pacientams, kurių kūgio funkcija pagerėjo, taip pat buvo pastebėtas pagerėjimas pagal vieną ar daugiau kitų rodiklių.

Keturiems dalyviams buvo pastebėtas vizualiai reikšmingas gebėjimo įveikti sudėtingesnius takus pagerėjimas, palyginti su pradiniu lygiu, o vienas iš jų šį pagerėjimą demonstravo mažiausiai dvejus metus.

Šeši dalyviai patyrė kliniškai reikšmingą su regėjimu susijusios gyvenimo kokybės balų padidėjimą.

"Šie rezultatai patvirtina produktyvų in vivo genų redagavimą naudojant EDIT-101, terapinius CEP290 baltymo ekspresijos lygius ir pagerintą kūgio fotoreceptorių funkciją."

Šis nedidelis tyrimas parodė aukštą saugumo profilį ir pagerėjusią fotoreceptorių funkciją po to, kai dalyviams buvo suleistas EDIT-101. Šie rezultatai „pagrindžia tolesnius CRISPR-Cas9 genų redagavimo in vivo tyrimus, skirtus paveldimų tinklainės degeneracijų, kurias sukelia IVS26 CEP290 variantas ir kitos genetinės priežastys, gydymui“.

Sritys, vertos tolesnių tyrimų, apima atradimą, kad pagerėjusi kūgelių funkcija po gydymo nereiškia pagerėjusio regėjimo aštrumo, kuris yra kliniškai reikšmingas rodiklis. Antra, ankstesnė intervencija gali duoti geresnių rezultatų. Galiausiai, abiejų geno kopijų taikymas gali duoti didesnę terapinę naudą.