AAV-dega in vivo geeniteraapia praegused kliinilised rakendused, 3. osa

POOLT

GAN on kesk- ja perifeerse närvisüsteemi autosoomne retsessiivne neurodegeneratiivne häire, mis tavaliselt väljendub progresseeruva nõrkuse ja ataksiaga. Inimesed kannatavad ka sensoorsete häirete ja liikumisvõime kaotuse all ning alistuvad hingamispuudulikkusele.62

Retsessiivne pärand ja mälu on kaks teemat, millel ei näi olevat otsest seost, kuid nende vahel on tihe seos. Retsessiivne pärand viitab geneetilisele pärilikkuse nähtusele, mis eksisteerib genoomis, kuid ei põhjusta ilmseid fenotüübilisi muutusi. Mälu viitab inimeste võimele hankida, salvestada ja hankida teavet kognitiivsete protsesside käigus. Niisiis, kuidas need kaks teemat omavahel seotud on?

Esiteks on retsessiivne pärand ja mälu mõlemad närvisüsteemi tooted. Meie ajus on kümneid miljardeid neuroneid, mis edastavad teavet preganglionaalse musta aine ja sünapside kaudu. Neuronite vahelist seost ja sünapside ülekandetõhusust mõjutavad kõik geenid. Seetõttu võime öelda, et närvisüsteemi areng ja talitlus on sild retsessiivse pärimise ja mälu vahel.

Teiseks on retsessiivsel pärandil ja mälul ka vastastikune mõjusuhe. Mõned uuringud on näidanud, et geenide varieeruvus võib mõjutada mälu jõudlust. Näiteks võib teatud geenide kadumine või mutatsioon mõjutada sünapside teket ja stabiilsust ajus, mõjutades seeläbi inimeste mälu. Samal ajal võib mälutreening mõjutada ka retsessiivset pärandit. Mõned katsed on näidanud, et teatud asjaoludel võib mälu plastilisus mõjutada spetsiifiliste geenide ekspressiooni ja mutatsioone, muutes seeläbi üksikute järglaste fenotüübilisi omadusi.

Lõpuks saab muuta ja parandada nii retsessiivset pärandit kui ka mälu. Kuigi me ei saa oma genoomi muuta, saame parandada oma mälu, luues soodsa keskkonna ja praktika. Näiteks võivad mälu parandada tervislikud eluviisid, hea uni ja kognitiivne treening. Samamoodi saab retsessiivse pärandiga seotud seisundite raviks ja parandamiseks kasutada ka mõningaid uusi tehnoloogiaid ja ravimeetodeid, nagu geenide redigeerimine ja geeniteraapia.

Kokkuvõtteks võib öelda, et retsessiivse pärimise ja mälu vahel on tihe seos. Kuigi me ei saa oma geneetilist pärandit täielikult kontrollida, saame muuta ja parandada oma mälu, luues soodsa keskkonna ja praktika, millesse peaksime samuti positiivselt suhtuma. On näha, et me peame oma mälu parandama ja Cistanche võib oluliselt parandada mälu, sest Cistanche suudab reguleerida ka neurotransmitterite tasakaalu, näiteks tõsta atsetüülkoliini ja kasvufaktorite taset, mis on mälu ja õppimise jaoks väga olulised. Lisaks võib Cistanche parandada ka verevoolu ja soodustada hapniku kohaletoimetamist, mis tagab aju piisava toitumise ja energia, parandades seeläbi aju elujõudu ja vastupidavust.

Mälu parandamiseks klõpsake teadmise lisandeid

Neuropatoloogiliste uuringute põhjal on gigatonide ekspressiooni kadu, mis mõjutab väikeaju ajukoort, ajutüve ja seljaaju tagumist veergu, muutes selle ideaalseks häireks AAV9 geeniülekande intratekaalseks manustamiseks (vaadanud Bailey et al.63).

Gigaksoniin on vajalik vahepealsete filamentide korrastamiseks ja lagundamiseks ning see viib laienenud aksoniteni koos tihedalt kimpunud vahefilamentidega (vaadanud Bailey et al.63).

Riiklikes terviseinstituutides (NIH; ClinicalTrials.gov: NCT02362438) on käimas intratekaalse AAV9/GAN 1. faasi annuse suurendamise uuring.

Tuleviku väljavaade

Peaaegu 2 aastakümmet pärast esialgseid intratserebraalseid geeniülekande katseid, milles kasutati AAV2, on kesknärvisüsteemi geeniülekande meetodid oluliselt laienenud. Kui soovitakse fokaalset geeniülekannet, näiteks PD ja AADC puhul, on AAV2 vektoritega võimalik saavutada täpsem geeniülekanne suuremale hulgale ajukoele, kasutades selliseid meetodeid nagu MRI-ga juhitud konvektsiooniga tõhustatud kohaletoimetamine.64–66

Kuid enamik kesknärvisüsteemi häireid nõuaks ideaaljuhul laiaulatuslikku ja tõhusat geeniülekannet kogu kesknärvisüsteemi. Uuemate AAV-kapsiidide, nagu AAV9, avastamine on võimaldanud palju laiemat geeniülekannet kui mitu stereotaksist süsti.9,10,67–69 Lisaks arvukatele loommudelite uuringutele on AAV9 kasutamist tõestatud kliinilistes katsetes pärast intratekaalset süstimist. (nagu GAN) või intravenoosse süstiga (nagu SMA13 puhul).

Eeldatakse, et AAV9 või sarnaste AAV kapsiidide kasutamine laiendab geeniteraapia rakendamist peagi rohkematele kesknärvisüsteemi häiretele. Kuigi AAV9 on oluliselt laiendanud võimet ravida suuremat hulka kesknärvisüsteemi häireid, on see siiski suunatud vähestele rakkudele kogu ajus.70

Tulevikku vaadates suurendaks uuema põlvkonna AAV-kapsiidid, millel on suurem kesknärvisüsteemi sihtimise tõhusus, kesknärvisüsteemi suunatud geeniteraapia ravi efektiivsust ja laiendaks haiguste hulka, mida saaks potentsiaalselt geeniteraapiaga ravida.

Silmahaiguste kliiniline in vivo geeniteraapia

Geeniteraapia saavutas oma koha tavameditsiini praktikas pärast seda, kui FDA kiitis heaks Luxturna, mis on AAV{0}}põhine päriliku võrkkesta haiguse (IRD) võrkkesta pigmentepiteeli (RPE)65-LCA (LCA2) ravimeetod.

See edu põhines mitme grupi aastakümnete pikkusel tööl, millest üks asus toote turustamisele.71–76 Ravi saanud patsientidel ilmnes elumuutev valgustundlikkuse ja visuaalselt juhitud käitumise paranemine.

Üksikasjalikud kokkuvõtted RPE65 bioloogiast, loommudelite prekliinilistest uuringutest ja LCA2 ravist geeniteraapiaga mitme grupi poolt on juba avaldatud.77,78

Selle programmi dramaatiline edu katalüüsis nii akadeemilisi ringkondi kui ka tööstust, et luua tõendeid selle kohta, et geeniteraapia võib taastada või säilitada nägemist muude võrkkesta haiguste loommudelitel, sealhulgas, kuid mitte ainult, AMD, koroidereemia, ACHM, pigmentosa retiniit ja XLRS.79– 85

Huvitav on aga see, et need prekliinilised edusammud ei ole järjekindlalt andnud nii tugevaid kliinilisi tulemusi kui need, mida täheldati LCA2 patsientidel.{1}}–92 Kuigi selle lahknevuse põhjused pole veel täielikult välja selgitatud, on AAV-i vahendatud transgeenide ekspressioon sihtrakkudes ebapiisav. ja/või immuunvastus mängis tõenäoliselt rolli.

Edaspidine edu võrkkesta geeniteraapia ruumis ja laiemas geeniteraapia valdkonnas sõltub teostatavate terapeutiliste annuste vahemike tuvastamisest, mis põhinevad tõestatud võimel (1) sihtida primaadi võrkkesta sobivat rakutüüpi ja (2) juhtida piisavat terapeutilise transgeeni ekspressiooni taset. . Kuigi paljud tegurid soodustavad AAV tropismi, transduktsiooni efektiivsust ja sellega seotud immuunvastust võrkkestas, on kohaletoimetamise tee eriti kriitiline. Allpool käsitletakse praeguste ja arenevate lähenemisviiside kokkuvõtet, nende eeliseid ja puudusi ning asjakohaseid kliinilisi näiteid.

Subretinaalne süstimine (SRI)

SRI-d kasutatakse enamikus kliinilistes uuringutes, kuna see võimaldab terapeutilist ainet paigutada in situ (kirurgiliselt loodud ruumi fotoretseptorite (PR) ja RPE vahele, mida nimetatakse subretinaalseks "mulliks").

Enamik IRD-sid on põhjustatud PR-spetsiifiliste geenide mutatsioonidest. Lisaks kõige levinumate kliiniliste sihtrakkude (st RPE ja PR) lähedusele on SRI atraktiivne selle sektsiooni immuunprivileegi tõttu. Erinevalt süsteemselt manustatud AAV-st kutsuvad subretinaalselt manustatud vektorid esile suhteliselt vähenenud immuunvastuse, mis on sarnane eesmise kambriga seotud immuunhälbele (ACAID).93,94

SRI on aga keeruline tehnika, mida kirjeldatakse kui "peaaegu omaette alaeriala".95 See nõuab vitrektoomiat (klaaskeha huumori eemaldamine) ja retinotoomiat (nõela läbilaskmist võrkkestast), mida võib seostada tüsistustega, nagu võrkkesta rebendid. , katarakti progresseerumine või võrkkesta/koroidaalne hemmoraaž.96

Subretinaalse mulli loomine nõuab võrkkesta eraldamist selle aluseks olevast RPE-st. Koonus-eksklusiivne fovea on eriti tundlik eraldumise suhtes. Mõne LCA2 patsiendi fovea all oleva vektori SRI põhjustas võrkkesta keskosa hõrenemist ja nägemisteravuse kaotust.75

Sarnast võrkkesta paksuse vähenemist täheldati koroidereemiaga patsientidel.96 Subretinaalse geeniteraapia kirurgiline tehnika põhineb väljakujunenud subretinaalsetel protseduuridel, nagu subretinaalse koe plasminogeeni aktivaatori (tPA) süstimine neovaskulaarse AMD-ga seotud subretinaalse hemorraagia korral.96

Siiski tuleb võtta konkreetseid kaalutlusi, et kohandada tehnikat IRD-des esineva võrkkesta struktuuri spetsiifiliste omadustega. Vitreoretinaalkirurgid, kes on hästi tundnud subretinaalset geeniteraapiat, on teatanud intraoperatiivse optilise koherentstomograafia (OCT) kasulikkusest, võimaldades in vivo reaalajas tagasisidet kirurgiliste juhtumite ajal.

Subretinalblebi loomine mikronõelaga (tavaliselt 38- kuni 41-, teflonotsaga, kas pikendatav või mittepikendatav, kanüül, mis asetatakse läbi apars plana trocar) on keeruline ja kriitiline. protseduuri samm.98

Nõela läbistamise etapil on kitsas veapiir: liiga sügav nõela otsa tungimine võib põhjustada hemorraagiat, kanüüli otsa ummistumist, vektori tahtmatut suprakoroidaalset kohaletoimetamist või püsivat RPE vigastust; Liiga pinnapealne nõela läbitungimine võib aga võrkkestasisese hüdratatsiooni tõttu tekitada retinosheesi lehtede moodustumise ajal.97

Mõned kirurgid loovad enne vektori sellesse ruumi süstimist tasakaalustatud soolalahusega (BSS) valmistatud "eelmulli", mis võib takistada vektori kadumist klaaskehaõõnde mulli tekkimise ajal.

Teine kirurgiline kaalutlus on praeguse transversaalse subretinaalse manustamismeetodiga seotud ühtse ja täpse mahu kohaletoimetamise loomupärane raskus.

Vektori mahtu võib mõjutada BSS-i eelmulli kasutamine, vektori kadumine klaaskeha väljumisel retinotoomia kohast ja mittetäielik sihtvektori mahu kohaletoimetamine kirurgi äranägemise tõttu (mure foveal venitamise või makulaarse augu moodustumise pärast või muud ohutuskaalutlused).

Kliinilistes uuringutes, kus annuse suurendamise otsuseid tehakse väikese arvu uuritavatega, võib olla keeruline teha sobivaid ohutuse või tõhususe otsuseid, välja arvatud juhul, kui on võimalik saada kinnitust täpse ja ühtlase vektori mahu kohaletoimetamise kohta kõikidel patsientidel, kellele manustatakse annust.

Samuti on oluline märkida, et vaatamata oma suhtelisele immuunprivileegile on AAV-vektorid siiski võimelised saavutama kahjuliku mõju taseme ja kutsuma esile peremeesraku vastuseid subretinaalses ruumis.

RPE{0}}LCA I/II faasi kliinilistes uuringutes University College Londonis (ClinicalTrials.gov: NCT00643747) täheldati silmapõletikku pärast 1 1012 vg AAV2-RPE65.71,99 SRI-d.

Pennsylvania ülikooli/Florida ülikooli uuringus (ClinicalTrials.gov: NCT00481546) täheldati põletikku. Nantes'i ülikoolihaigla uuringus (ClinicalTrials.gov: NCT01496040), milles kasutati eelkõige teistsugust AAV kapsiidi (AAV4), täheldati põletikku väärtusel 4,8 1010 vg.100 Spark Therapeuticsi III faasi uuringus (ClinicalTrials.gov) põletik oli01496040. täheldati 1,5 1011 vg juures.76 101 Kooroidereemia kliinilistes uuringutes täheldati olulist põletikku ka 1 1011 vg juures.90 102

Erinevad annused, mille puhul põletikku on kliiniliselt täheldatud, võivad olla tingitud erinevustest vektori tootmises ja iseloomustuses, AAV kapsiidis ja võrkkesta haigusseisundis.

Kuna fookus on nüüd nihkunud IRD-de geeniteraapiate hindamisele, kus sihtrakkudeks on PR-id, tasub kaaluda seost geeniasendusprodukti rohkuse ja vektori doseerimise vahel.

Mis tahes geeniteraapia õnnestumiseks tuleb saavutada piisav terapeutiline transgeeniekspressiooni (nt valgu) tase annustes, mis ei põhjusta juhitamatut põletikku. Ideaalis peaks loommudelite minimaalse efektiivse annuse ja NOAEL-i (noobservable kahjulik mõju tase) vahel olema piisav vahemik, et saaks läbi viia I/II faasi annuse suurendamise uuringu.

Loogika eeldab, et võrkkesta valkude suhteliselt madalal tasemel ekspresseeritud defektidest põhjustatud IRD-sid võib geeniteraapia abil hõlpsamini käsitleda.

IRD suurte loommudelite prekliiniliste leidude võrdlus kliiniliste tulemustega toetab seda kontseptsiooni, kuigi avaldatud kliinilised tulemused on endiselt vähesed. AGTC sponsoreeritud prekliinilistes uuringutes hinnati AAVRPGR-i (retinitis pigmentosa GTPaasi regulaator) RPGR X-seotud pigmentosa retiniidi (XLRP) haige koera mudelis.103 Efektiivsusest (südamepõhja autofluorestsentsi paranemisest) teatati nii väikeste annuste kui 1,8 109 vg, ja põletiku korral. ei täheldatud enne, kui annus oli 4,5 ± 1011 vg.103 Biogeni 6-kuu AAV-RPGR I/II faasi kliinilise uuringu tulemused esitati selle aasta ASGCT koosolekul.

Selles teatati kuue XLRP-ga ravitud patsiendi nägemisväljade paranemisest, "erakordsest nägemise paranemisest" ja "tõenditest välissegmendi võimaliku regenereerimise kohta" ühel suure annusega (5 1011 vg) ravitud patsiendil. Kontrollitavat põletikku täheldati ainult selles suure annuse rühmas.

Kuigi AGTC pressiteates104 (vaatamise kuupäev 6-12-20) pole veel esitatud/avaldatud, on 17-st ravitud patsiendist 9-l nägemine paranenud, mõõdetuna mikroperimeetria ja/või parima korrigeeritud nägemisteravuse (BCVA) abil 3 kuud pärast süstimist. Ainult submakulaarsete süstidega patsiendid näitasid seda paranemist.

6 kuud pärast süstimist oli paranemine nende üheksa patsiendi puhul stabiilne. Neist neljal patsiendil (4/8 testitud) paranes visuaalne tundlikkus (st mikroperimeetria).

Proteoomiline analüüs näitab, et PR-sensoorse tsiliumi (PSC) kohta on umbes 2,000 RPGR molekuli, mis teeb sellest 1087. kohal kõige rikastatud valgud varras. (CNGB3) CNGB3 ACHM koeramudelis näitasid võrkkesta funktsioonis 5 1010 vg ja põletiku 5 1011 vg juures ainult tagasihoidlikku paranemist.

CNGB3 ACHM I/II faasi uuringud algatasid 2016. aastal nii AGTC kui ka MeiraGTx, kuid kliinilisi tulemusi pole veel esitatud/avaldatud. Tsüklilised nukleotiidiga seotud kanalid on tugevalt ekspresseeritud (61,000 molekuli PSC kohta), mistõttu on neid palju rohkem kui RPGR.105

Prekliinilised uuringud tsüklilise nukleotiidiga kanali alfa-3 (CNGA3) subühiku alfa 3 (CNGA3) ACHM lambamudeliga näitasid võrkkesta funktsiooni märkimisväärset paranemist 1,8 10 11 vg (madalaim testitud annus) ja põletiku 6,0 1011 vg juures.

Tuebingeni ülikoolihaiglas ja Ludwig Maximiliani ülikoolis Müncheni ülikoolis (ClinicalTrials.gov: NCT02610582) läbi viidud I/II faasi kliinilistes uuringutes raviti patsiente järgmistes annustes: 1 1010 vg, 5 1010 vg või 1 1011 vg.91

Kontrollimatust põletikust ei teatatud ning nägemisteravuse, kontrastitundlikkuse ja kromaatilise eristamise lävede mõõdukat paranemist täheldati kõikide annuste puhul, mis on kooskõlas vektori poolt vahendatud bioloogilise aktiivsusega.92

Prekliinilistes uuringutes olid ravi määramiseks vajalikud annused CNGA3-ACHM-is suuremad kui RPGR-XLRP, kuigi CNGA3-ACHM-i kliinilised tulemused viitavad sellele, et kõrge ekspressiooniga geenide defektidest põhjustatud IRD-d võivad siiski olla edukad.

Mõned IRD-d, nagu MYO7A-ga seotud Usheri sündroom ja ABCA4-seotud Stargardti tõbi, on põhjustatud mutatsioonide geenidest, mille kodeerivad järjestused on liiga suured, et mahutada standardsesse AAV-vektorisse (pakendi maht 5 kb).

Lentivirus, mis mahutab suuremat kasulikku koormust (9,7 kb), valiti seetõttu nende IRD-de käsitlemiseks 2011/2012. aastal alanud I/II faasi kliinilistes uuringutes. Seni pole kummagi katse kohta bioloogilise aktiivsuse aruandeid avaldatud.

Arvatakse, et see on tingitud asjaolust, et lentiviirus edastab halvasti postmitootilisi PR-sid, 106 107 sihtrakku nii USH1B kui ka Stargardti puhul. Praegu teevad mitmed rühmad jõupingutusi kahe AAV-vektori platvormide väljatöötamiseks, mis soodustavad suurte geenide kohaletoimetamist PR-idele.108,109

Lisaks monogeensele haigusele kasutatakse AAV-d ka antivaskulaarse endoteeli kasvufaktori (VEGF) reaktiivide vektoriseerimiseks võrkkestale SRI kaudu, et olla ühekordne ravi AMD (märg AMD) neovaskulaarse vormi jaoks.

See kujutab endast potentsiaalset paranemist võrreldes VEGF-i inhibiitorite igakuiste klaaskehasiseste süstidega (IVI), mis võivad kannatada vähese vastavuse all. REGENXBIO lõpetas hiljuti I/IIa faasi uuringu, milles viie rühma patsiendid said AAV8-anti VEGF fab annuseid vahemikus 3 109–2,4 1011 vg silma kohta. Valgu ekspressioonitasemete annusest sõltuvat suurenemist täheldati 1 kuu pi

Puudusid ravimiga seotud kõrvaltoimed ega immuunvastuse või ravimiga seotud silmapõletiku kliinilised tunnused. Kui 1. kohordis (3 109 vg/silma kohta) ega 2. kohordis (1 1010 vg/silma kohta) selgeid paranemise märke ei täheldatud, siis 3. kohordi patsientidel (6 1010 vg/silma kohta) paranes keskmine BCVA ja võrkkesta keskne paksus. 50% 3. kohordi patsientidest jääb süstimisvabaks (st IVI-de VEGF-i inhibiitorid puuduvad) kuni 2 aastat pärast ravi.

Viimati näitasid 5. kohorti tulemused (2,5 1011 vg silma kohta), et 73% patsientidest jäi süstimata vähemalt 9 kuud pärast ravi. REGENXBIO plaanib oma kohaletoimetamise lähenemisviisi muuta.

Selle eesmärk on viia AAV subretinaalsesse ruumi mikrokanüüli kaudu, mis pääseb võrkkestale tagantpoolt suprakoroidaalsest ruumist (vt allolevat jaotist) ja seeläbi suurendada ravi kättesaadavust (ei nõua vitrektoomiat/täielikku kirurgiat).Teine teema IRD geeniteraapia valdkonnas pakub huvi arenev riskianalüüs subretinaalse lähenemisviisi jaoks.

Näide on see, kas koonust sisaldava fovea eemaldamine SRI kaudu on soovitatav. Teatud IRD-de puhul, mida iseloomustab tõsine funktsionaalne defitsiit vaatamata võrkkesta säilimisele (nt GUCY2DLCA1), kujutab maakula SRI ahvatlevat riski-kasu suhet.110,111Lihtsustatult öeldes on täiesti düsfunktsionaalse foveaalkoonustega patsientidel risk nende funktsioonide ja suure kasvu osas väiksem. potentsiaalne kasu saada, kuna nende säilinud võrkkesta laminaarne arhitektuur muudab nad (1) tõenäolisemalt taluma kirurgilist foveal irdumist ja (2) potentsiaalselt vastuvõtlikumat ravile.

See on vastupidine patsientidele, kellel säilib koonuse funktsioon ja kellel on võrkkest aktiivselt degenereerunud (st pigmentosa retiniit). Viimase stsenaariumi korral võib AAV-de SRI, mis on võimelised külgmiselt levima üle eralduspiiri, vahendada geeniekspressiooni terapeutilist taset foveaalkoonustes, vältides samal ajal foveaalse eraldumisega seotud riske.

Tõepoolest, selliste vektorite (AAV44.9-põhine) ekstrafoveaalne SRI soodustas makaagis 98% foveaalkoonuste transduktsiooni, ilma et oleks vaja seda operatsiooni ajal eemaldada.112

Lisaks võivad need uudsed vektorid, mis levivad külgmiselt süstitavast mullist, võimaldada funktsionaalseid täiustusi suuremas võrkkesta ulatuses.112 Vaatamata kirurgilisele keerukusele on SRI pakutavatest paljudest eelistest (tugev geeniekspressioon võrkkesta välisrakkudes, kohaletoimetamine suhteliselt immuunsüsteemile). privilegeeritud sait, selle tõestatud edu IRD-de käsitlemisel ja uudsed kapsiiditehnoloogiad, mida uuritakse selle ohutuse edasiseks suurendamiseks) viitavad sellele, et seda edastamisviisi kasutatakse veel mõnda aega.

For more information:1950477648nn@gmail.com