Trenutne kliničke primjene in vivo genske terapije s AAV-ima, 6. dio

Pompeova bolest

Pompeova bolest je poremećaj skladištenja glikogena koji dovodi do akumulacije glikogena u mišićima i motoneuronima.235,236 Nedostatak aktivnosti acidalfa-glukozidaze (GAA) u bolesnika s teškim/ranim početkom kliničke patologije koja uključuje duboku slabost, hipotoniju i kardiorespiratorno zatajenje.237

Pompeova bolest je degenerativna bolest koja utječe na pamćenje, no ne treba prenaglašavati njezin negativan utjecaj na pamćenje. Umjesto toga, trebali bismo na ovu bolest gledati pozitivno i tražiti učinkovite tretmane za poboljšanje kvalitete života pacijenata.

Kao što znamo, pamćenje je vrlo složena kognitivna funkcija koja uključuje složene interakcije između više područja mozga i neurona. Pompeovu bolest uglavnom uzrokuje postupna smrt neurona u mozgu. Stoga ova bolest utječe na formiranje i zadržavanje pamćenja.

No, moramo shvatiti da pamćenje ne određuje u potpunosti čovjekov identitet i kvalitetu života. Iako Pompeova bolest utječe na kognitivne sposobnosti i sposobnosti samokontrole pacijenata, oni ipak mogu imati smislen život. Društvena interakcija, sport i umjetničko stvaralaštvo načini su da se pacijentima s Pompeovom bolešću pomogne zadržati pozitivan stav prema životu.

Osim toga, obitelji i zajednice pacijenata s Pompeovom bolešću trebaju im pružiti punu skrb i podršku. Njega i podrška su poput sunčeve svjetlosti koja može pomoći pacijentima da vjeruju da još uvijek imaju vrijednost i dostojanstvo te unijeti toplinu i ohrabrenje u njihova srca.

Ukratko, Pompeova bolest nedvojbeno je frustrirajuća bolest, ali trebali bismo pomoći pacijentima da izgrade pozitivan način razmišljanja, poboljšaju kvalitetu života, zadrže svoju vjeru i prihvate život kroz pozitivan stav, pažljivu njegu i znanstvene metode liječenja. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje, a Cistanche može značajno poboljšati pamćenje jer Cistanche također može regulirati ravnotežu neurotransmitera, poput povećanja razine acetilkolina i faktora rasta koji su vrlo važni za pamćenje i učenje. Osim toga, Cistanche također može poboljšati protok krvi i pospješiti opskrbu kisikom, što može osigurati da mozak dobije dovoljno hranjivih tvari i energije, čime se poboljšava vitalnost i izdržljivost mozga.

Kliknite znajte dodatke za jačanje pamćenja

Nedavno su napori u probiru novorođenčadi otkrili znatno veću incidenciju do 1:9 500, što čini gensku terapiju racionalnim rješenjem za presimptomatsko liječenje. Za Pompeovu bolest, studije genske terapije I/II u četiri faze dobile su odobrenje FDA.

Corti et al.238 i Byrne et al.239 proveli su prvo ispitivanje na ljudima ubrizgavanjem AAV1-citomegalovirusa (CMV)-GAA u dijafragme devet pacijenata s ventilacijskom insuficijencijom kako bi se ispravila respiratorna disfunkcija karakteristična za ranu pojavu Pompea bolest (EOPD).

Rezultati su pokazali da je vektor siguran za upotrebu i učinkovit u poboljšanju performansi ventilacije kod svih subjekata.238,240,241 Trenutno se provodi drugo kliničko ispitivanje sa Sveučilišta u Floridi na pacijentima s kasnim početkom Pompeove bolesti (LOPD).

Studija procjenjuje sposobnost ponovne primjene AAV(rAAV9-DES-hGAA) nakon određenog razdoblja za održavanje terapeutskih razina GAA kod odraslih Pompe pacijenata 242 (ClinicalTrials.gov:NCT02240407).

Preliminarni rezultati sugeriraju da farmakološka modulacija imunološkog sustava korištenjem rituksimaba i sirolimusa, prije i u vrijeme doziranja AAV, sprječava stvaranje protutijela i omogućuje ponovljeno doziranje AAV. Uz ranu intervenciju zbog probira novorođenčadi, ovo je važno opažanje za LSD-ove koji utječu na mišiće i jetru, gdje somatski rast može uzrokovati smanjenje broja kopija genoma.

Sveučilište Floridateam, u suradnji s timom kliničkog centra NIH koji vodi dr. Bönneman, također provodi studiju za procjenu sigurnosti i učinkovitosti intravenske doze AAV-GAA u djece s EOPD-om.

Pacijenti uključeni u ovu studiju dobit će isti režim imunomodulacije koji se koristi u studiji LOPD za upravljanje imunološkim odgovorima na AAV i GAA. Osim rada koji se provodi na Sveučilištu Florida, nekoliko je drugih programa pokrenulo kliničke programe za testiranje vlastitih AAV vektora kod pacijenata s Pompeova bolest.

Spark Therapeutics odobren je za uključivanje u fazu I/II vektorski posredovanog prijenosa jetrenih gena za GAA u LOPD. Ovaj se pristup oslanja na stabilnu ekspresiju GAA u jetri postignutu putem prijenosa gena posredovanog AAV vektorom, što rezultira unakrsnom korekcijom u perifernim organima bez evidentne imunogenosti protiv transgena (ClinicalTrials.gov: NCT04093349).

Pretklinički podaci otkrili su obećavajuće rezultate, sugerirajući održane razine GAA u plazmi.243 10 mjeseci nakon doziranja, svi GAA nokautirani (Gaa/) miševi pokazali su smanjenu akumulaciju glikogena; povećano preživljavanje; i poboljšana srčana, respiratorna i mišićna funkcija u usporedbi s miševima divljeg tipa.

U usporedbi s ERT-om, trenutnim standardom skrbi za Pompeovu bolest, SPK-3006 također je bio učinkovitiji u razgradnji i uklanjanju prekomjernog nakupljanja glikogena u refraktornim mišićnim skupinama koje su obično isključene na učinke ERT-a (Mendoza, 2018., Međunarodni kongres theWorld Muscle Society, konferencija).243

Prve kliničke studije na ljudima trenutačno su u tijeku na Kalifornijskom sveučilištu Irvine Health (ClinicalTrials.gov: NCT04093349). Asklepios Biopharmaceutical također je odobren za uključivanje u otvoreno ispitivanje afaze I/II za procjenu sigurnosti i određivanje bioaktivnosti ACTUS-101 (AAV2/8LSPhGAA) u dvije razine doze kod ljudi s LOPD-om.

Upotrebom promotora specifičnog za jetru, ovaj AAV vektor proizveden je za ekspresiju GAA specifično u jetri uz izlučivanje GAA i preuzimanje GAA posredovano receptorima u srčanom i skeletnom mišiću.

Središnja hipoteza je da će kontinuirana proizvodnja GAA iz jetrenog depoa pružiti više koristi nego ERT u Pompeovoj bolesti (ClinicalTrials.gov:NCT03533673). Dana 22. siječnja 2019., prvi pacijent u fazi I/II kliničke studije dobio je dozu ACTUS-a-101.244

Gaucherova bolest

Gaucherova bolest, najčešći od LSD-a, je autosomno recesivni LSD uzrokovan nedostatkom lizosomskog enzima acidbeta-glukozidaze (glukocerebrozidaze).

Iako je heterogen u svojoj prezentaciji na temelju tipa, glavni klinički učinci su hepatosplenomegalija, neurodegeneracija, bolest kostiju i plućne komplikacije.245 Do danas su provedena dva ex vivo ispitivanja zamjene gena za Gaucherovu bolest.

Korištenjem retrovirusne transdukcije periferne krvi ili CD{0}} stanica, Dunbar i Kohn246 ispitali su sigurnost G1Gc vektora koji koristi promotor dugog terminalnog ponavljanja (LTR) za ekspresiju cDNA ljudske glukocerebrozidaze.247

Studija je rezultirala prolaznom niskom ekspresijom ispravljenih stanica, međutim preniskom da bi rezultirala bilo kakvom kliničkom dobrobiti ili povećanom aktivnošću enzima glukocerebrozidaze.248

U drugom, trenutno aktivnom ispitivanju genske terapije, AVROBIO koristi ex vivo pristup genskoj terapiji temeljen na lentivirusima koji je dizajniran da rezultira stabilnom integracijom željenih gena u hematopoetske matične stanice dobivene od pacijenata (ClinicalTrials.gov:NCT04145037).

Pretklinička ispitivanja pokazala su pozitivne rezultate u integraciji lentivirusnog vektora u roditeljske matične stanice i učinkovitu replikaciju integriranih stanica potomaka.249

Fabrijeva bolest

Fabryjeva bolest je karakterizirana manjkom aktivnosti a-galaktozidaze A (a-Gal A), što rezultira nakupljanjem glikolipida (globotriaozilceramid [Gb3] i globotriaozilsfingozin [LysoGb3]) u različitim tkivima.

Kliničke manifestacije uključuju progresivno zatajenje bubrega, srčanu bolest, cerebrovaskularnu bolest, kožne lezije i druge abnormalnosti.250,251 Iako je ERT trenutačni standard skrbi za pacijente s Fabryjem, ima svojih ograničenja koja izazivaju povećani interes za terapije zamjene gena.252,253 Od pet studija zamjene gena do do danas, dva od njih koriste ex vivo pristup (AVROBIO i University Health Network, Toronto), dok druga dva koriste in vivo pristup (Sangamo Therapeutics i Freeline Therapeutics).

AVROBIO vektor (AVR-RD-01) izveden je iz krvotvornih matičnih stanica kojima je dodan gen koji kodira AGA u ex vivo procesu uz korištenje lentivirusnog vektora. U kliničkom ispitivanju faze I/II koja je u tijeku (ClinicalTrials.gov: NCT03454893), privremeni podaci pokazali su da su sva četiri pacijenta koja su dozirana u dijelu faze I pokazala povećane razine aktivnosti enzima AGA iznad razina pacijenata s klasičnom Fabryjevom (ESGCT AnnualMeeting sažetak, Lausanne, 2018.) .251,254 Predkliničke studije za lentivirusni proizvod Sveučilišne zdravstvene mreže također su pokazale obećavajuće rezultate.255

Terapija transduciranim matičnim stanicama sveučilišne zdravstvene mreže lentiviral a-Gal A trenutno se testira na nekoliko kanadskih kliničkih ispitivanja (ClinicalTrials.gov: NCT02800070) (ASGCTAnnual Meeting abstract, San Diego, 2010.).

Još jedno prvo ispitivanje faze I/II na ljudima koje sponzorira SangamoTherapeutics koristi vektor AAV (rAAV2/6) za proizvodnju deficijentnog enzima na klinički značajnim razinama. ST-920 je AAVvektor koji kodira cDNA za ljudski a-Gal A s promotorom specifičnim za jetru koji je dizajniran da omogući pacijentovoj jetri da proizvodi kontinuiranu opskrbu enzima a-Gal A (ClinicalTrials.gov:NCT04046224).

Očekuje se da će stalna proizvodnja smanjiti Gb3 i LysoGb3.251,256 Slično, Freeline Therapeutics koristi vektor AAV (rAAV8) s promotorom specifičnim za jetru za proizvodnju održivih visokih razina a-Gal A.

Preliminarni podaci o početnoj dozi u studiji eskalacije doze izvijestili su o 3- do 4-strukom povećanju aktivnosti plazmaa-Gal A do 4. tjedna nakon doze i održalo se kroz graničnu vrijednost podataka.251

Dana 10. ožujka 2020. Europska komisija dodijelila je oznaku lijeka siročadi za FLT190 za liječenje Fabryjeve bolesti, na temelju pozitivnog mišljenja Odbora za lijekove siročad Europske agencije za lijekove.257 4D Molecular Therapeutics također provodi studiju genske terapije koji je nedavno otvoren za upis.

MPS tip III (MPS III)-Sanfilippo sindrom

MPS III, također poznat kao Sanfilippov sindrom, progresivni je poremećaj karakteriziran nakupljanjem glikozaminoglikana u živčanim stanicama.254 MPS III prvenstveno utječe na CNS, što dovodi do neurodegeneracije, progresivnog intelektualnog invaliditeta i razvojne regresije.

Budući da je mozak najviše zahvaćeni organ s MPS III, nadomjesne terapije gena usmjerene na mozak sve su više proučavane i za MPS IIIA i za MPS IIIB od strane različitih sponzora koji koriste slične pristupe. LYSOGENE, biotehnološka tvrtka iz Francuske, koristila je AAVrh.10 za prijenos ljudskog SGSH i SUMF1 cDNA za liječenje MPS II.

Terapijski vektor AAVrh.10-hMPS3A primijenjen je na četvero djece u prvoj fazi ispitivanja na ljudima putem intracerebralnih injekcija. Sva četiri pacijenta praćena su godinu dana nakon doziranja.

Rezultati ispitivanja dokazali su da je metoda primjene sigurna za izravnu dostavu AAV vektora u središnji živčani sustav. Neurokognitivne procjene sugeriraju kognitivnu korist kod najmlađeg djeteta, dok je ograničenija korist kod tri starija pacijenta.254,258uniQure Biopharma BV, također koristeći intrakranijski injekcije, primijenili rAAV2/5 vektor koji kodira ljudsku aN-acetilglukozaminidazu (NAGLU) u sedmero djece za liječenje MPS IB.

Nakon primjene, utvrđeno je da je aktivnost NAGLU u središnjem živčanom sustavu povećana u odnosu na početnu vrijednost s kontinuiranom proizvodnjom enzima u moždanim stanicama. Svi su pacijenti pokazali poboljšanja u svojim neurokognitivnim procjenama, a najmlađi je funkcionirao približno kao kod zdravog djeteta.

Ovi rezultati sugeriraju da bi ovaj pristup mogao spriječiti usporavanje kognitivnog pada kod djece s MPS IB.259 Dodatna in vivo i ex vivo klinička ispitivanja genske terapije faze I/II za MPS navedena su u tablici 1.

NCL-ovi

NCL su skupina nasljednih, autosomnih, progresivnih neurodegenerativnih poremećaja u djetinjstvu klinički karakteriziranih demencijom, epilepsijom i gubitkom vida zbog degeneracije retine.

NCL-ovi su uzrokovani nakupljanjem ceroidnog lipofuscina u neuronskim stanicama u mozgu i retini. Do danas postoji 13 oblika NCL-a, od kojih svaki ima različite defekte u genima koji kodiraju proteine ​​u lizosomskom sustavu.260-262 Trenutno ne postoje odobreni tretmani za NCL-ove.

Kako bi se pronašla učinkovita terapija za NCL, istražene su nove strategije zamjene gena. Worrall i sur.263 razvili su vektor AAV serotipa 2 koji eksprimira humanu CLN2 cDNA (AAV2CUhCLN2) i primijenili vektor u CNS 10 djece s kasnim infantilnim NCL (LINCL) .262

U usporedbi s kontrolnim subjektima, progresija bolesti procijenjena slikom CNS-a bila je sporija, iako nije statistički značajna, pokazujući smanjeni volumen sive tvari i ventrikula.

Značajno, rezultati modificirane Hamburške ljestvice nakon doziranja pokazali su znatno sporije funkcionalno opadanje u usporedbi s kontrolnom skupinom.262,263Također uz korištenje in vivo pristupa, Cain et al.

264 razvio ascAAV9 vektor koji eksprimira gen hCLN6 pod kontrolom aCB hibridnog promotora.262 scAAV9.CB.hCLN6 je ubrizgan intratekalno u CSF 4-godišnjih NHP-a i intracerebroventrikularno (icv) u miševe.

Visoka ekspresija transgena pronađena je u cijelom mozgu i leđnoj moždini NHP-a s vrlo malo laboratorijskih abnormalnosti. Icvinjekcija primijenjena miševima također je pokazala obećavajuće rezultate, uključujući prevenciju klasične patologije moždane bolesti CLN6, korekciju nedostataka u ponašanju i povećano preživljavanje.

Uzeti zajedno, ti rezultati ukazuju na učinkovitost i sigurnost scAAV9.CB.hCLN6.262,264Ovaj pristup usvojio je Amicus Therapeutics i trenutno se klinički proučava na pacijentima s Battenovom bolešću (ClinicalTrials.-gov: NCT02725580). Dodatna in vivo klinička ispitivanja genske terapije faze I/II za NCL navedena su u tablici 4.

Zaključci

Pojava napredne terapije za lizosomsku bolest nakupljanja pruža nove mogućnosti za pacijente i, nadamo se, transformativne terapijske mogućnosti.

Kako polje sazrijeva, nadamo se da će dodatne sigurne i učinkovite terapijske opcije biti široko dostupne. Još uvijek postoje izazovi za uspostavljanje mreže kvalificiranih pružatelja usluga za primjenu lijekova za gensku terapiju.

ZAHVALA

Ovaj je rad podržao grant K08 HL Nacionalnog instituta za zdravlje SAD-a 146991-01 (LAG i grant 18059 Kanadskog instituta za zdravstvena istraživanja (JPT)

AUTORSKI PRILOZI

Svi autori sudjelovali su u pisanju ovog članka.

IZJAVA INTERESA

Dobio sam naknade za savjetovanje za AveXis, Amicus, Neurogene, AffiniaTherapeutics i Novartis. SJG je primio tantijeme i/ili prihod od savjetovanja od Asklepios Biopharma, Neurogene, Abeona Therapeutics, Sarepta Therapeutics, Vertex Pharmaceuticals, LYSOGENE i Amicus Therapeutics. LAG ima intelektualno vlasništvo povezano s upotrebom proteina varijante faktora VIII za gensku terapiju, bio je konzultant za Pfizer i glavni je klinički istraživač za ispitivanja hemofilije A i B faze I/II koja su sponzorirana od strane SparkTherapeutics/Roche odnosno Pfizera.

REFERENCE

1. Burghes, AH, i Beattie, CE (2009). Spinalna mišićna atrofija: zašto niske razine proteina motoričkih neurona za preživljavanje čine motoričke neurone bolesnima? Nat. Neurosci vlč. 10,597–609.

2. Verhaart, IEC, Robertson, A., Wilson, IJ, Aartsma-Rus, A., Cameron, S., Jones, CC, Cook, SF, i Lochmüller, H. (2017.). Prevalencija, incidencija i učestalost nositelja 5q-vezane spinalne mišićne atrofije - 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 primjeraka. 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 i karakterizacija gena koji određuje spinalnu mišićnu atrofiju. Ćelija 80, 155–165.

5. Monani, UR, Lorson, CL, Parsons, DW, Prior, TW, Androphy, EJ, Burghes, AH, i McPherson, JD (1999.). Jedna razlika u nukleotidu koja mijenja obrasce spajanja razlikuje SMA gen SMN1 od kopije gena SMN2. Pjevušiti. Mol.Genet. 8, 1177–1183.

6. Lorson, CL, Hahnen, E., Androphy, EJ, i Wirth, B. (1999.). Jedan nukleotid u SMN genu regulira spajanje i odgovoran je za spinalnu mišićnu atrofiju. Proc. Natl. Akad. Sci. USA 96, 6307-6311.

7. Feldkötter, M., Schwarzer, V., Wirth, R., Wienker, TF, i Wirth, B. (2002). Kvantitativne analize SMN1 i SMN2 temeljene na svjetlosnom ciklusu PCR u stvarnom vremenu: brz i vrlo pouzdan nosač testiranje i predviđanje težine spinalne mišićne 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). Opservacijska studija spinalne mišićne atrofije tipa I i implikacije za klinička ispitivanja. Neurologija 83, 810–817.

9. Foust, KD, Nurre, E., Montgomery, CL, Hernandez, A., Chan, CM, i Kaspar, BK (2009.). Intravaskularni AAV9 preferirano cilja neonatalne neurone i 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, i Barkats, M. (2009). Intravenska primjena samo-komplementarnog AAV9 omogućuje isporuku transgena odraslim motornim neuronima. 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, i Kaspar, BK (2010. ). Spašavanje fenotipa spinalne mišićne atrofije u mišjem modelu ranim postnatalnim porođajem 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. i Barkats, M. (2011.). Intravenozna isporuka scAAV9 sekvence SMN1 optimizirane za kodon spašava SMA miševe. Pjevušiti. Mol. Genet. 20, 681–693.

For more information:1950477648nn@gmail.com