Текущее клиническое применение генной терапии in vivo с использованием AAV. Часть 6.

Болезнь Помпе

Болезнь Помпе представляет собой нарушение накопления гликогена, которое приводит к накоплению гликогена в мышцах и мотонейронах.235,236 Отсутствие активности ацидальфа-глюкозидазы (ГАА) у пациентов с тяжелым/ранним началом приводит к клинической патологии, которая включает глубокую слабость, гипотонию и кардиореспираторную недостаточность.237

Болезнь Помпе — дегенеративное заболевание, поражающее память, но не следует переоценивать его негативное влияние на память. Вместо этого мы должны позитивно смотреть на это заболевание и искать эффективные методы лечения для улучшения качества жизни пациентов.

Как мы знаем, память — это очень сложная когнитивная функция, которая включает в себя сложные взаимодействия между множеством областей мозга и нейронов. Болезнь Помпе в основном вызвана постепенной гибелью нейронов головного мозга. Следовательно, это заболевание действительно влияет на формирование и сохранение памяти.

Однако мы должны осознавать, что память не полностью определяет личность и качество жизни человека. Хотя болезнь Помпе влияет на когнитивные способности пациентов и способности к самоконтролю, они все равно могут вести осмысленную жизнь. Социальное взаимодействие, спорт и художественное творчество — все это способы помочь пациентам с болезнью Помпе сохранить позитивное отношение к жизни.

Кроме того, семьи и сообщества пациентов с болезнью Помпе должны оказывать им полную заботу и поддержку. Забота и поддержка подобны солнечному свету, который может помочь пациентам поверить в то, что они по-прежнему ценны и достойны, и принести тепло и поддержку их сердцам.

Подводя итог, можно сказать, что болезнь Помпе, несомненно, является разочаровывающей болезнью, но мы должны помочь пациентам сформировать позитивное мышление, улучшить качество жизни, сохранить веру и принять жизнь посредством позитивного отношения, тщательного ухода и научных методов лечения. Видно, что нам нужно улучшить память, и Цистанхе может значительно улучшить память, поскольку Цистанхе также может регулировать баланс нейротрансмиттеров, например, повышая уровень ацетилхолина и факторов роста, которые очень важны для памяти и обучения. Кроме того, цистанхе также может улучшить кровоток и способствовать доставке кислорода, что может гарантировать, что мозг получает достаточное питание и энергию, тем самым повышая жизнеспособность и выносливость мозга.

Нажмите «Знайте добавки для улучшения памяти»

Недавно усилия по скринингу новорожденных выявили значительно более высокую частоту - до 1:9500, что делает генную терапию рациональным решением для предсимптомного лечения. Четырехфазные исследования генной терапии I/II для болезни Помпе получили одобрение FDA.

Corti et al.238 и Byrne et al.239 провели первое исследование на людях по инъекции AAV1-цитомегаловируса (CMV)-GAA в диафрагму девяти пациентов с дыхательной недостаточностью для коррекции респираторной дисфункции, характерной для раннего начала Помпе. заболевание (EOPD).

Результаты показали, что вектор безопасен в использовании и эффективен для улучшения дыхательных характеристик у всех субъектов.238,240,241В настоящее время в Университете Флориды проводится еще одно клиническое исследование на пациентах с болезнью Помпе с поздним началом (LOPD).

В исследовании оценивается возможность повторного введения AAV(rAAV9-DES-hGAA) после периода поддержания терапевтического уровня GAA у взрослых пациентов с Помпе 242 (ClinicalTrials.gov:NCT02240407).

Предварительные результаты позволяют предположить, что фармакологическая модуляция иммунной системы с помощью ритуксимаба и сиролимуса до и во время введения AAV предотвращает образование антител и позволяет повторно вводить AAV. При раннем вмешательстве благодаря скринингу новорожденных это важное наблюдение для ЛСД, поражающего мышцы и печень, где соматический рост может вызвать снижение количества копий генома.

Команда Университета Флориды в сотрудничестве с командой Клинического центра НИЗ под руководством доктора Беннемана также проводит исследование по оценке безопасности и эффективности внутривенного введения дозы AAV-GAA у детей с ЭОБЛ.

Пациенты, включенные в это исследование, будут получать тот же режим иммуномодуляции, который использовался в исследовании LOPD для управления иммунными ответами на AAV и GAA. Болезнь Помпе.

Компания Spark Therapeutics была одобрена для участия в векторно-опосредованном переносе генов печени фазы I/II для лечения GAA при LOPD. Этот подход основан на стабильной экспрессии GAA в печени, достигаемой посредством переноса генов, опосредованного вектором AAV, что приводит к перекрестной коррекции в периферических органах без явной иммуногенности против трансгена (ClinicalTrials.gov: NCT04093349).

Доклинические данные показали многообещающие результаты, предполагающие устойчивый уровень GAA в плазме. Через 243 10 месяцев после введения дозы у всех мышей с нокаутом GAA (Gaa/) наблюдалось снижение накопления гликогена; повышение выживаемости; и улучшение сердечной, дыхательной и мышечной функций по сравнению с мышами дикого типа.

По сравнению с ФЗТ, нынешним стандартом лечения болезни Помпе, СПК-3006 также более эффективен в разрушении и устранении избыточного накопления гликогена в рефрактерных группах мышц, которые обычно не реагируют на эффекты ФЗТ (Мендоза, 2018, Международный конгресс Всемирное общество мышц, конференция).243

Первые клинические исследования на людях в настоящее время проводятся в Калифорнийском университете в Ирвине (ClinicalTrials.gov: NCT04093349). Компания Asklepios Biopharmaceutical также получила разрешение на участие в открытом исследовании фазы I/II для оценки безопасности и определения биологической активности препарата. ACTUS-101 (AAV2/8LSPhGAA) в двух дозах у людей с LOPD.

С использованием печеночно-специфического промотора этот вектор AAV был изготовлен для специфической экспрессии GAA в печени, что сопровождается секрецией GAA и опосредованным рецептором поглощением GAA в сердечной и скелетной мышце.

Основная гипотеза заключается в том, что непрерывное производство GAA из депо печени принесет больше пользы, чем ФЗТ при болезни Помпе (ClinicalTrials.gov:NCT03533673). 22 января 2019 г. первый пациент в фазе I/II клинического исследования получил дозу ACTUS-101.244

Болезнь Гоше

Болезнь Гоше, наиболее распространенная из ЗЛД, представляет собой аутосомно-рецессивную ЗЛД, вызванную дефицитом лизосомального фермента кислой бета-глюкозидазы (глюкоцереброзидазы).

Хотя проявления болезни Гоше гетерогенны в зависимости от типа, основными клиническими эффектами являются гепатоспленомегалия, нейродегенерация, заболевания костей и легочные осложнения.245 На сегодняшний день проведено два исследования по замене генов ex vivo при болезни Гоше.

Используя ретровирусную трансдукцию периферической крови или клеток CD34+, Данбар и Кон246 исследовали безопасность вектора G1Gc, который использует промотор вирусного длинного терминального повтора (LTR) для экспрессии кДНК глюкоцереброзидазы человека.247

Исследование действительно привело к временному низкому уровню экспрессии скорректированных клеток, однако слишком низкому, чтобы привести к какой-либо клинической пользе или увеличению активности фермента глюкоцереброзидазы.248

Во втором, активном в настоящее время исследовании генной терапии AVROBIO использует подход генной терапии на основе лентивирусов ex vivo, призванный привести к стабильной интеграции желаемых генов в гемопоэтические стволовые клетки, полученные от пациента (ClinicalTrials.gov:NCT04145037).

Доклинические испытания показали положительные результаты в интеграции лентивирусного вектора в родительские стволовые клетки и эффективной репликации интегрированных клеток-потомков.249

Болезнь Фабри

Болезнь Фабри характеризуется недостаточной активностью a-галактозидазы A (a-Gal A), что приводит к накоплению гликолипидов (глоботриаозилцерамида [Gb3] и глоботриаозилсфингозина [LysoGb3]) в различных тканях.

Клинические проявления включают прогрессирующую почечную недостаточность, болезни сердца, цереброваскулярные заболевания, поражения кожи и другие аномалии.250,251 Хотя ФЗТ является текущим стандартом лечения пациентов с болезнью Фабри, у нее есть свои ограничения, вызывающие повышенный интерес к генной заместительной терапии.252,253 Из пяти исследований по замене генов, На сегодняшний день два из них используют подход ex vivo (AVROBIO и University Health Network, Торонто), тогда как два других используют подход in vivo (Sangamo Therapeutics и Freeline Therapeutics).

Вектор AVROBIO (AVR-RD-01) получен из гемопоэтических стволовых клеток, к которым ген, кодирующий AGA, добавляется в процессе ex vivo с использованием лентивирусного вектора. В продолжающемся клиническом исследовании фазы I/II (ClinicalTrials.gov: NCT03454893) промежуточные данные показали, что у всех четырех пациентов, которым вводили дозу в фазе I, наблюдались повышенные уровни активности фермента AGA по сравнению с уровнями пациентов с классическим заболеванием Фабри (аннотация ежегодного собрания ESGCT, Лозанна, 2018 г.). .251,254 Доклинические исследования лентивирусного продукта Университетской сети здравоохранения также показали многообещающие результаты.255

Терапия стволовыми клетками, трансдуцированными лентивирусной a-Gal A, разработанной Университетской сетью здравоохранения, в настоящее время проходит испытания в нескольких канадских клинических исследовательских центрах (ClinicalTrials.gov: NCT02800070) (реферат ежегодного собрания ASGCTA, Сан-Диего, 2010 г.).

В другом первом исследовании фазы I/II на людях, спонсируемом SangamoTherapeutics, используется вектор AAV (rAAV2/6) для производства дефицитного фермента на клинически значимых уровнях. ST-920 представляет собой AAVвектор, кодирующий кДНК человеческой a-Gal A со специфичным для печени промотором, предназначенным для обеспечения возможности печени пациента производить непрерывную поставку фермента a-Gal A (ClinicalTrials.gov:NCT04046224).

Ожидается, что постоянное производство приведет к снижению Gb3 и LysoGb3.251,256 Аналогичным образом, Freeline Therapeutics использует вектор AAV (rAAV8) со специфичным для печени промотором для производства устойчиво высоких уровней a-Gal A.

Предварительные данные по начальной дозе в исследовании с увеличением дозы сообщали о 3--4-кратном увеличении активности плазмы-Гал А к 4-й неделе после приема дозы и сохранялись до момента прекращения приема данных.251

10 марта 2020 г. Европейская комиссия предоставила FLT190 статус орфанного препарата для лечения болезни Фабри на основании положительного заключения Комитета по орфанным лекарственным препаратам Европейского агентства по лекарственным средствам.257 4D Molecular Therapeutics также проводит исследование генной терапии. это недавно открытый набор.

МПС типа III (МПС III)-синдром Санфилиппо

МПС III, также известный как синдром Санфилиппо, представляет собой прогрессирующее заболевание, характеризующееся накоплением гликозаминогликанов в нервных клетках.254 МПС III в первую очередь поражает ЦНС, что приводит к нейродегенерации, прогрессирующей умственной отсталости и регрессу развития.

Поскольку мозг является наиболее поражаемым органом при МПС III, различные спонсоры с использованием аналогичных подходов все чаще изучают направленную на мозг генную заместительную терапию как для МПС IIIA, так и для МПС IIIB. LYSOGENE, биотехнологическая компания из Франции, использовала AAVrh.10 для переноса человеческого SGSH. и кДНК SUMF1 для лечения МПС II.

Терапевтический вектор AAVrh.10-hMPS3A вводили четырем детям в первом этапе I исследования на людях посредством внутримозговых инъекций. Все четыре пациента наблюдались в течение года после введения дозы.

Результаты исследования доказали, что метод введения безопасен для прямой доставки вектора AAV в ЦНС. Нейрокоггнитивные оценки показали когнитивную пользу у самого младшего ребенка, тогда как более ограниченную пользу у трех пациентов старшего возраста.254,258uniQure Biopharma BV, также используя внутричерепное введение инъекции вводили вектор rAAV2/5, кодирующий человеческую aN-ацетилглюкозаминидазу (NAGLU), семи детям для лечения МПС ИБ.

Было обнаружено, что после введения активность NAGLU в ЦНС увеличивается по сравнению с исходным уровнем с устойчивой выработкой ферментов клетками мозга. У всех пациентов наблюдалось улучшение нейрокогнитивных показателей, при этом функционирование самого младшего ребенка было близко к состоянию здорового ребенка.

Эти результаты позволяют предположить, что этот подход может предотвратить медленное снижение когнитивных функций у детей с МПС IB.259 Дополнительные клинические испытания генной терапии МПС in vivo и ex vivo фазы I/II для лечения МПС перечислены в Таблице 1.

НКЛ

НЦЛ представляют собой группу наследственных аутосомно-прогрессирующих детских нейродегенеративных заболеваний, клинически характеризующихся деменцией, эпилепсией и потерей зрения вследствие дегенерации сетчатки.

НКЛ вызваны накоплением цероидного липофусцина в нейрональных клетках головного мозга и сетчатки. На сегодняшний день существует 13 форм НКЛ, каждая из которых имеет различные дефекты в генах, кодирующих белки лизосомальной системы.260–262 В настоящее время не существует одобренных методов лечения НКЛ.

Чтобы найти эффективную терапию НКЛ, были изучены новые стратегии замены генов. Уорралл и др.263 разработали вектор AAV серотипа 2, экспрессирующий кДНК CLN2 человека (AAV2CUhCLN2), и ввели этот вектор в ЦНС 10 детям с поздним инфантильным НКЛ (ЛИНКЛ). .262

По сравнению с контрольной группой прогрессирование заболевания, оцененное с помощью визуализации ЦНС, было медленнее, хотя и не было статистически значимым, демонстрируя уменьшение серого вещества и объема желудочков.

Примечательно, что результаты после введения дозы по модифицированной шкале Гамбурга продемонстрировали значительно более медленное функциональное снижение по сравнению с контрольной группой.262,263 Также с использованием подхода in vivo Cain et al.

264 разработали вектор ascAAV9, экспрессирующий ген hCLN6 под контролем гибридного промотора aCB. 262 scAAV9.CB.hCLN6 инъецировали интратекально в спинномозговую жидкость 4--летних NHP и интрацеребровентрикулярно (icv) мышам.

Высокая экспрессия трансгена была обнаружена в головном и спинном мозге NHP с очень небольшим количеством лабораторных отклонений. Введение мышам иквинъекции также показало многообещающие результаты, включая предотвращение классической патологии головного мозга CLN6, коррекцию поведенческих нарушений и повышение выживаемости.

В совокупности результаты указывают на эффективность и безопасность scAAV9.CB.hCLN6.262,264. Этот подход был принят Amicus Therapeutics и в настоящее время клинически изучается на пациентах с болезнью Баттена (ClinicalTrials.-gov: NCT02725580). Дополнительные клинические испытания генной терапии NCL фазы I/II in vivo перечислены в Таблице 4.

Выводы

Появление передовых методов лечения лизосомальной болезни накопления открывает новые возможности для пациентов и, мы надеемся, преобразующие терапевтические возможности.

Мы надеемся, что по мере развития этой области будут широко доступны дополнительные безопасные и эффективные терапевтические варианты. Все еще существуют проблемы с созданием сети квалифицированных поставщиков медицинских препаратов для генной терапии.

БЛАГОДАРНОСТИ

Эта работа была поддержана грантом K08 HL 146991-01 Национального института здравоохранения США (LAG) и грантом 18059 Канадского института исследований в области здравоохранения (JPT).

АВТОРСКИЕ ВЗНОСЫ

Все авторы внесли свой вклад в написание этой статьи.

ДЕКЛАРАЦИЯ ИНТЕРЕСОВ

Я получал гонорары за консультации для AveXis, Amicus, Neurogene, AffiniaTherapeutics и Novartis. SJG получала роялти и/или доход от консалтинга от Asklepios Biopharma, Neurogene, Abeona Therapeutics, Sarepta Therapeutics, Vertex Pharmaceuticals, LYSOGENE и Amicus Therapeutics. LAG владеет интеллектуальной собственностью, связанной с использованием варианта белка фактора VIII для генной терапии, выступал в качестве консультанта для Pfizer и является главным клиническим исследователем текущих исследований гемофилии A и B фазы I/II, спонсируемых SparkTherapeutics/Roche и Pfizer соответственно.

ССЫЛКИ

1. Бергес, А.Х. и Битти, К.Э. (2009). Спинальная мышечная атрофия: почему низкий уровень выживающего белка мотонейронов приводит к заболеванию мотонейронов? Нат. Преподобный Нейроски. 10 597–609.

2. Верхарт, ИЭК, Робертсон, А., Уилсон, И.Дж., Аартсма-Рус, А., Кэмерон, С., Джонс, К.С., Кук, С.Ф. и Лохмюллер, Х. (2017). Распространенность, заболеваемость и частота носительства 5q-сцепленной спинальной мышечной атрофии - обзор литературы. Орфанет Дж. РедДис. 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 экземпляров. Евро. Дж. Хум. Жене. 20, 27–32.

4. Лефевр С., Бюрглен Л., Ребулле С., Клермон О., Бурле П., Виолле Л., Бенишу Б., Крюо К., Мийлассо П., Зевиани М. ., и др. (1995). Идентификация и характеристика гена, определяющего спинальную мышечную атрофию. Ячейка 80, 155–165.

5. Монани, У.Р., Лорсон, К.Л., Парсонс, Д.В., Прайор, Т.В., Андрофи, Э.Дж., Бергез, А.Х. и Макферсон, Дж.Д. (1999). Разница в один нуклеотид, которая изменяет структуру сплайсинга, отличает ген SMA SMN1 от копирующего гена SMN2. Хм. Мол.Генет. 8, 1177–1183.

6. Лорсон К.Л., Ханен Э., Андрофи Э.Дж. и Вирт Б. (1999). Один нуклеотид в гене SMN регулирует сплайсинг и отвечает за спинальную мышечную атрофию. Proc. Натл. акад. наук. США 96, 6307–6311.

7. Фельдкоттер М., Шварцер В., Вирт Р., Винкер Т.Ф. и Вирт Б. (2002). Количественный анализ SMN1 и SMN2 на основе световой циклической ПЦР в реальном времени: быстрый и высоконадежный носитель. тестирование и прогноз тяжести спинальной мышечной атрофии. Являюсь. Дж. Хум. Жене. 70, 358–368.

8. Финкель Р.С., МакДермотт М.П., ​​Кауфманн П., Даррас Б.Т., Чанг В.К., Спроул Д.М., Канг П.Б., Фоли А.Р., Янг М.Л., Мартенс В.Б. и др. (2014).Наблюдательное исследование спинальной мышечной атрофии I типа и значение для клинических исследований. Неврология 83, 810–817.

9. Фауст К.Д., Нурре Э., Монтгомери К.Л., Эрнандес А., Чан С.М. и Каспар Б.К. (2009). Внутрисосудистый AAV9 преимущественно нацелен на неонатальные нейроны и взрослые астроциты. Нат. Биотехнология. 27, 59–65.

10. Дюк С., Жуссе Б., Ривьер К., Марэ Т., Дюбрей Л., Дуар А.М., Файф Ж., Мулье П., Колле М.А. и Баркатс М. (2009). Внутривенное введение самокомплементарного AAV9 обеспечивает доставку трансгена к мотонейронам взрослых. Мол. Там. 17, 1187–1196.

11. Фауст К.Д., Ван Х., Макговерн В.Л., Браун Л., Беван А.К., Хайдет А.М., Ле,Т.Т., Моралес П.Р., Рич М.М., Бергез А.Х. и Каспар Б.К. (2010). ). Спасение фенотипа спинальной мышечной атрофии на мышиной модели путем ранней постнатальной доставки SMN. Нат. Биотехнология. 28, 271–274.

12. Домингес, Э., Марэ, Т., Шаторе, Н., Бенхелифа-Зийят, С., Дуке, С., Равассар, П., Карсенак, Р., Асторд, С., Перейра де Моура, А. , Войт Т. и Баркац М. (2011). Внутривенная доставка scAAV9 оптимизированной по кодонам последовательности SMN1 спасает мышей со СМА. Хм. Мол. Жене. 20, 681–693.

For more information:1950477648nn@gmail.com