Urejanje genov CRISPR je obetavno za zdravljenje redke oblike slepote

Degeneracija mrežnice je lahko podedovana ali pridobljena. V prvem primeru gre za neozdravljivo in progresivno bolezen. Nedavna študija, objavljena v New England Journal of Medicine, je raziskala potencialno uporabo genskega urejanja za odpravo prirojene degeneracije mrežnice, imenovane CEP290, ki povzroča zgodnjo izgubo vida.

Podedovane degeneracije mrežnice povzročajo patogene mutacije v katerem koli od več kot 280 genov. Te mutacije povzročijo nepravilno delovanje in odmiranje fotoreceptorjev (palčk in čepkov, občutljivih na svetlobo) v mrežnici, kar pri prizadetih posameznikih vodi v izgubo vida. Ta stanja so vodilni vzrok slepote po vsem svetu.

Pri degeneraciji mrežnice, povezani s CEP290, ali Leberjevi amaurozi mutirani centrosomski protein 290 (CEP290) povzroči delno ali popolno slepoto v prvih desetih letih življenja. Zato je glavni vzrok genetske slepote pri otrocih, ki jo povzroča poškodba mrežnice.

Ena genetska varianta, imenovana p.Cys998X, predstavlja več kot tri četrtine primerov te bolezni samo v ZDA. Normalno delovanje CEP290 je blokirano z vstavitvijo enega samega kodirajočega segmenta med transkripcijo. Pomanjkanje te molekule moti normalno delovanje ciliarnih organov na fotoreceptorjih.

Trenutno ni zdravila. Podporna oskrba vključuje uporabo povečevalnih stekel in Braillove pisave ter prilagoditve doma za ustvarjanje varnega okolja za ljudi z okvaro vida.

Na tkivni ravni se paličice in čepki v zunanjih segmentih mrežnice zaradi odsotnosti senzoričnih cilij v tem stanju neorganizirajo. Paličice v srednjem perifernem delu mrežnice odmrejo, čepki pa ostanejo v makuli, osrednji točki mrežnice.

Značilnost teh bolnikov je prekinitev povezave med strukturo in funkcijo mrežnice. Proksimalne komponente vidne poti ostanejo nedotaknjene, kar kaže na to, da bi se fotoreceptorji v teh očeh lahko uporabili za obnovitev vida. Raziskujejo se različni pristopi, vključno z uporabo oligonukleotidov za preprečevanje izražanja vstavljenega eksona ali vnosom miniaturne različice gena CEP290 v celico.

Najnovejša tehnologija vključuje uporabo urejanja genov z injiciranjem EDIT-101. Temelji na uporabi sistema kratkih palindromskih ponovitev v gručih, regularno razporejenih skupinah (CRISPR) v kombinaciji s proteinom CRISPR-associated protein 9 (Cas9) za odstranitev patogene variante IVS26. Namen te študije je bil preučiti varnost in učinkovitost te terapije.

Raziskovalci so se odločili za izvedbo odprte študije, v kateri so udeleženci prejeli posamezne odmerke zdravila v naraščajočem vrstnem redu. Namen te študije faze 1-2 je bil oceniti varnost zdravila, hkrati pa so bili ocenjeni tudi sekundarni izidi učinkovitosti.

Varnostni končni rezultati so vključevali neželene učinke in nesprejemljivo toksičnost, ki so preprečili uporabo želenega odmerka. Učinkovitost so merili na različne načine, vključno s korigirano ostrino vida, občutljivostjo mrežnice, oceno kakovosti življenja, povezane z vidom, in testiranjem mobilnosti vidne navigacije.

Gen EDIT-101 so vbrizgali dvanajstim odraslim in dvema otrokoma. Odrasli so bili stari od 17 do 63 let, otroci pa devet oziroma štirinajst let. Vsi so imeli vsaj eno kopijo variante IV26.

Odmerki so se gibali od 6 × 10^11 vektorskih genomov/ml do 3 × 10^12 vektorskih genomov/ml. Dva, pet in pet odraslih je prejelo nizke, srednje oziroma visoke odmerke. Otroci so prejeli srednji odmerek.

Vse injekcije so bile dane v oko z najslabšim učinkom, torej v preiskovano oko.

Kaj je pokazala študija? Večina udeležencev je imela hudo izgubo ostrine vida pod 1,6 logMAR. Ostrino vida je bilo mogoče preizkusiti le z Berkeleyjevim testom vestigial vida. Spektralna občutljivost se je povečala za vsaj 3 logaritemske enote, funkcija paličice pa je bila pri nobenem udeležencu nezaznavna.

Vendar je bila debelina plasti fotoreceptorjev pri večini bolnikov v normalnih mejah, kot je bilo pričakovano.

Večina neželenih učinkov je bila blagih, približno petina zmernih, le približno 40 % pa jih je bilo povezanih z zdravljenjem. Ni bilo resnih neželenih učinkov, povezanih z zdravljenjem, in nobenih toksičnih učinkov, ki bi omejevali odmerek. Struktura mrežnice ni pokazala neželenih sprememb, kar kaže na sprejemljivo varnost zdravila.

Kar zadeva njegovo učinkovitost, je predhodna študija pri šestih bolnikih pokazala znatno izboljšanje vida s stožci v primerjavi z izhodiščnimi ravnmi. Od teh se je pet izboljšalo na vsaj enem drugem področju.

Izboljšanje na vsaj enem od naslednjih področij (najbolje korigirana ostrina vida, občutljivost na rdečo svetlobo ali gibljivost na podlagi vida) je bilo opaženo pri devetih bolnikih oziroma skoraj dveh od treh v celotni skupini. Skoraj 80 % jih je imelo izboljšave na vsaj enem merilu učinkovitosti, šest pa jih je imelo izboljšave na dveh ali več merilih.

Štirje so pokazali povečanje najbolje korigirane ostrine vida za 0,3 logMAR, s čimer so izpolnili merila za klinično pomembno izboljšanje. Od teh so trije poročali o izboljšanju že tri mesece po injiciranju. Povprečna sprememba tega parametra za celotno skupino je bila -0,21 logMAR.

Pri skoraj polovici skupine (6/14) se je občutljivost čepkov na svetlobo različnih frekvenc, rdeče, bele in modre, v primerjavi s kontrolnim očesom vizualno znatno povečala, pri nekaterih že po treh mesecih. Vsi so prejeli srednje in visoke odmerke. Dva sta pokazala izboljšanje za > 1 logMAR, kar je največje možno število samo za čepke.

Občutljivost, posredovana s čepki, je bila največja pri bolnikih z najhujšo okvaro na začetku. Skoraj vsi bolniki z izboljšano funkcijo čepkov so pokazali tudi izboljšanje pri enem ali več drugih merilih.

Štirje udeleženci so v primerjavi z izhodiščem pokazali vizualno znatno izboljšanje sposobnosti navigacije po bolj kompleksnih poteh, eden od njih pa je to izboljšanje kazal vsaj dve leti.

Šest udeležencev je doživelo klinično pomembno izboljšanje rezultatov kakovosti življenja, povezanih z vidom.

"Ti rezultati potrjujejo prisotnost produktivnega in vivo urejanja genov z EDIT-101, terapevtske ravni izražanja proteina CEP290 in izboljšano delovanje fotoreceptorjev stožcev."

Ta majhna študija je pokazala visok varnostni profil in izboljšano delovanje fotoreceptorjev po tem, ko so udeleženci prejeli zdravilo EDIT-101. Ti rezultati »podpirajo nadaljnje študije in vivo urejanja genov CRISPR-Cas9 za zdravljenje dednih degeneracij mrežnice, ki jih povzroča varianta IVS26 CEP290 in drugi genetski vzroki.«

Področja, vredna nadaljnjih raziskav, vključujejo ugotovitev, da izboljšana funkcija čepkov po terapiji ne pomeni izboljšane ostrine vida, kar je klinično pomemben pokazatelj. Drugič, zgodnejši poseg lahko prinese boljše rezultate. Nenazadnje lahko ciljanje na obe kopiji gena prinese večjo terapevtsko korist.