Úprava génov CRISPR je veľkým prísľubom na liečbu zriedkavej formy slepoty

Degenerácia sietnice môže byť dedičná alebo získaná. V prvom prípade ide o nevyliečiteľné a progresívne ochorenie. Nedávna štúdia publikovaná v časopise New England Journal of Medicine skúmala potenciálne využitie génovej úpravy na korekciu vrodenej degenerácie sietnice nazývanej CEP290, ktorá spôsobuje skorú stratu zraku.

Vrodené degenerácie sietnice sú spôsobené patogénnymi mutáciami v ktoromkoľvek z viac ako 280 génov. Tieto mutácie spôsobujú poruchu funkcie a odumieranie fotoreceptorov (svetlocitlivých tyčiniek a čapíkov) v sietnici, čo vedie k strate zraku u postihnutých jedincov. Tieto stavy sú hlavnou príčinou slepoty na celom svete.

Pri degenerácii sietnice spojenej s CEP290 alebo Leberovej amauróze spôsobuje mutovaný centrosómový proteín 290 (CEP290) čiastočnú alebo úplnú slepotu v prvých desiatich rokoch života. Preto je hlavnou príčinou genetickej slepoty u detí spôsobenej poškodením sietnice.

Jeden genetický variant s názvom p.Cys998X zodpovedá za viac ako tri štvrtiny prípadov tohto ochorenia len v USA. Normálne fungovanie CEP290 je blokované vložením jediného kódujúceho segmentu počas transkripcie. Nedostatok tejto molekuly narúša normálnu ciliárnu činnosť fotoreceptorov.

V súčasnosti neexistuje žiadny liek. Podporná starostlivosť zahŕňa používanie lup a Braillovho písma, ako aj úpravy domácnosti na vytvorenie bezpečného prostredia pre ľudí so zrakovým postihnutím.

Na úrovni tkaniva sa tyčinky a čapíky vo vonkajších segmentoch sietnice dezorganizujú kvôli absencii senzorických riasiniek v tomto stave. Tyčinky v strednej periférnej časti sietnice odumierajú, zatiaľ čo čapíky pretrvávajú v makule, centrálnom bode sietnice.

Charakteristickým znakom týchto pacientov je rozpor medzi štruktúrou a funkciou sietnice. Proximálne komponenty zrakovej dráhy zostávajú neporušené, čo naznačuje, že fotoreceptory v týchto očiach by mohli byť použité na obnovenie zraku. Medzi skúmané prístupy patrí použitie oligonukleotidov na zabránenie expresie vloženého exónu alebo dodanie miniatúrnej verzie génu CEP290 do bunky.

Najnovšia technológia zahŕňa použitie génovej editácie injekciou EDIT-101. Je založená na použití systému klastrovaných pravidelne prerušovaných krátkych palindromických opakovaní (CRISPR) v kombinácii s proteínom CRISPR-associated protein 9 (Cas9) na elimináciu patogénneho variantu IVS26. Cieľom tejto štúdie bolo preskúmať bezpečnosť a účinnosť tejto terapie.

Výskumníci sa rozhodli uskutočniť otvorenú štúdiu, v ktorej účastníkom boli podávané jednotlivé dávky lieku vo vzostupnom poradí. Cieľom tejto štúdie fázy 1 – 2 bolo posúdiť bezpečnosť lieku a zároveň sa hodnotili aj sekundárne výsledky účinnosti.

Medzi bezpečnostné ukazovatele patrili nežiaduce udalosti a neprijateľná toxicita, ktoré zabránili použitiu požadovanej dávky. Účinnosť sa merala rôznymi spôsobmi vrátane korigovanej zrakovej ostrosti, citlivosti sietnice, hodnotenia kvality života súvisiacej so zrakom a testovania mobility zrakovej navigácie.

Gén EDIT-101 bol injekčne podaný dvanástim dospelým a dvom deťom. Dospelí mali od 17 do 63 rokov, zatiaľ čo deti mali deväť, respektíve štrnásť rokov. Všetci mali aspoň jednu kópiu variantu IV26.

Dávky sa pohybovali od 6×10^11 vektorových genómov/ml do 3×10^12 vektorových genómov/ml. Dvaja, piati a piati dospelí dostali nízku, strednú a vysokú dávku. Deti dostali strednú dávku.

Všetky injekcie boli podané do oka s najhorším výsledkom, teda do študovaného oka.

Čo štúdia ukázala? Väčšina účastníkov mala závažnú stratu zrakovej ostrosti pod 1,6 logMAR. Zraková ostrosť sa dala testovať iba pomocou Berkeleyho testu vestigiálneho videnia. Spektrálna citlivosť sa zvýšila najmenej o 3 logaritmické jednotky a funkcia tyčiniek bola u všetkých účastníkov nedetekovateľná.

Hrúbka vrstvy fotoreceptorov však bola u väčšiny pacientov v rámci normálnych limitov, ako sa očakávalo.

Väčšina vedľajších účinkov bola mierna, približne pätina bola stredne závažná a iba približne 40 % súviselo s liečbou. Neboli pozorované žiadne závažné nežiaduce účinky súvisiace s liečbou ani žiadne toxické účinky obmedzujúce dávku. Štruktúra sietnice nevykazovala žiadne nežiaduce zmeny, čo preukazuje prijateľnú bezpečnosť lieku.

Pokiaľ ide o jeho účinnosť, predbežná štúdia preukázala významné zlepšenie videnia kužeľmi oproti východiskovým úrovniam u šiestich pacientov. Z nich päť preukázalo zlepšenie aspoň v jednej ďalšej oblasti.

Zlepšenie aspoň v jednej z nasledujúcich oblastí (najlepšie korigovaná zraková ostrosť, citlivosť na červené svetlo alebo mobilita založená na videní) sa pozorovalo u deviatich pacientov, čo je takmer u dvoch z troch v celej skupine. Takmer 80 % malo zlepšenie aspoň v jednom výkonnostnom ukazovateli a šesť malo zlepšenie v dvoch alebo viacerých ukazovateľoch.

Štyria pacienti preukázali zvýšenie najlepšie korigovanej zrakovej ostrosti o 0,3 logMAR, čím splnili kritériá pre klinicky významné zlepšenie. Z nich traja hlásili zlepšenie už tri mesiace po injekcii. Priemerná zmena tohto parametra pre celú skupinu bola -0,21 logMAR.

U takmer polovice skupiny (6/14) sa citlivosť čapíkov na svetlo rôznych frekvencií, červené, biele a modré, v skúmanom oku v porovnaní s kontrolným okom vykazovala vizuálne významné zvýšenie, u niektorých už po troch mesiacoch. Všetci dostali stredné a vysoké dávky. Dvaja vykazovali zlepšenie o > 1 logMAR, čo je maximálne možné pre samotné čapíky.

Citlivosť sprostredkovaná čapíkom bola najväčšia u pacientov s najzávažnejším poškodením funkcie na začiatku. Takmer všetci pacienti so zlepšenou funkciou čapíka tiež preukázali zlepšenie v jednom alebo viacerých ďalších ukazovateľoch.

Štyria účastníci preukázali vizuálne významné zlepšenie v schopnosti orientovať sa v zložitejších chodníkoch v porovnaní s východiskovým stavom, pričom jeden z nich toto zlepšenie vykazoval najmenej dva roky.

U šiestich účastníkov došlo k klinicky významnému zvýšeniu skóre kvality života súvisiacej so zrakom.

„Tieto výsledky potvrdzujú prítomnosť produktívnej in vivo génovej editácie pomocou EDIT-101, terapeutických hladín expresie proteínu CEP290 a zlepšenej funkcie fotoreceptorov čapíkov.“

Táto malá štúdia preukázala vysoký bezpečnostný profil a zlepšenú funkciu fotoreceptorov po podaní EDIT-101 účastníkom. Tieto výsledky „podporujú ďalšie in vivo štúdie génovej editácie CRISPR-Cas9 na liečbu dedičných degenerácií sietnice spôsobených variantom IVS26 CEP290 a inými genetickými príčinami.“

Medzi oblasti hodné ďalšieho skúmania patrí zistenie, že zlepšená funkcia čapíka po terapii sa nerovná zlepšenej zrakovej ostrosti, čo je klinicky významné meradlo. Po druhé, skorší zásah môže priniesť lepšie výsledky. Nakoniec, zacielenie na obe kópie génu môže viesť k väčšiemu terapeutickému prínosu.