Editácia génu CRISPR je veľkým prísľubom pri liečbe zriedkavej formy slepoty

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

Dedičné degenerácie sietnice sú spôsobené patogénnymi mutáciami v ktoromkoľvek z viac ako 280 génov. Tieto mutácie spôsobujú, že fotoreceptory (čípky a tyčinky citlivé na svetlo) v sietnici nefungujú a odumierajú, čo má za následok stratu zraku u postihnutých jedincov. Tieto stavy sú hlavnou príčinou slepoty na celom svete.

Pri degenerácii sietnice spojenej s CEP290 alebo Leberovej amauróze spôsobuje mutovaný centrozómový proteín 290 (CEP290) čiastočnú až úplnú slepotu počas prvých desiatich rokov života. Je preto hlavnou príčinou genetickej slepoty u detí spôsobenej poškodením sietnice.

Jediný genetický variant, nazývaný p.Cys998X, zodpovedá za viac ako tri štvrtiny prípadov tohto stavu len v Spojených štátoch. Normálna funkcia CEP290 je blokovaná vložením jediného kódujúceho segmentu počas transkripcie. Nedostatok tejto molekuly narúša normálne ciliárne pôsobenie na fotoreceptory.

Momentálne neexistuje žiadna liečba. Podporná starostlivosť zahŕňa používanie lupy a Braillovho písma, ako aj domáce úpravy na vytvorenie bezpečného prostredia pre ľudí so zrakovým postihnutím.

Na úrovni tkaniva sa tyčinky a čapíky dezorganizujú vo vonkajších segmentoch sietnice v dôsledku nedostatku senzorických riasiniek v tomto stave. Tyčinky v strednej periférii sietnice odumierajú, zatiaľ čo čapíky sú zachované v makule, centrálnom bode sietnice.

Charakteristickou črtou týchto pacientov je nesúlad medzi štruktúrou a funkciou sietnice. Proximálne zložky zrakovej dráhy zostávajú nedotknuté, čo naznačuje, že fotoreceptory v týchto očiach môžu byť použité na obnovenie videnia. Rôzne prístupy, ktoré sa študujú, zahŕňajú použitie oligonukleotidov na zabránenie expresie vloženého exónu alebo dodanie miniatúrnej verzie génu CEP290 do bunky.

Najnovšia technológia zahŕňa použitie úpravy génov pomocou injekcie s názvom EDIT-101. Je založená na použití systému klastrovaných pravidelne rozmiestnených krátkych palindromických opakovaní (CRISPR) v kombinácii s proteínom CRISPR-asociovaným proteínom 9 (Cas9) na elimináciu patogénneho variantu IVS26. Cieľom tejto štúdie bolo skúmať bezpečnosť a účinnosť tejto terapie.

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

Študované bezpečnostné koncové body zahŕňali nežiaduce udalosti a neprijateľnú toxicitu, ktoré bránili použitiu požadovanej dávky. Výkon sa meral rôznymi spôsobmi, vrátane korigovanej zrakovej ostrosti, citlivosti sietnice, hodnotenia kvality života súvisiacej so zrakom a testovania mobility zrakovej navigácie.

Gén EDIT-101 bol zavedený dvanástim dospelým a dvom deťom. Dospelí boli vo veku od 17 do 63 rokov a deti mali deväť a štrnásť rokov. Všetky mali aspoň jednu kópiu variantu IV26.

Dávky sa pohybovali od 6x10^11 vektorových genómov na ml do 3x10^12 vektorových genómov na ml. Dvaja, piati a piati dospelí dostali nízke, stredné a vysoké dávky. Deti dostávali priemernú dávku.

Všetky injekcie boli podané do oka s najhorším výkonom, do skúmaného oka.

Čo štúdia ukázala? Väčšina účastníkov mala závažnú stratu zrakovej ostrosti pod 1,6 logMAR. Zraková ostrosť mohla byť testovaná iba pomocou Berkeleyho základného testu zraku. Spektrálna citlivosť sa zvýšila najmenej o 3 logaritmy a funkcia tyče bola nedetegovateľná u všetkých účastníkov.

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

Väčšina vedľajších účinkov bola mierna, asi pätina bola stredne závažná a len asi 40 % súviselo s liečbou. Nevyskytli sa žiadne závažné nežiaduce udalosti súvisiace s liečbou a žiadne toxicity obmedzujúce dávku. Štruktúra sietnice nevykazovala žiadne nežiaduce zmeny, čo dokazuje prijateľnú bezpečnosť lieku.

Pokiaľ ide o účinnosť, predbežná štúdia ukázala významné zlepšenie videnia kužeľov v porovnaní s východiskovými hodnotami u šiestich pacientov. Päť z nich vykázalo 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, takmer u dvoch z troch v celej skupine. Takmer 80 % malo zlepšenia aspoň v jednom meraní výkonu a šesť malo zlepšenia v dvoch alebo viacerých opatreniach.

Štyri preukázali zvýšenie najlepšie korigovanej zrakovej ostrosti o 0,3 logMAR, čím splnili kritériá pre klinicky významné zlepšenie. Z toho tri hlásili zlepšenie len tri mesiace po injekcii. Priemerná zmena tohto parametra v celej skupine bola -0,21 logMAR.

U takmer polovice skupiny (6/14) vykazovala citlivosť kužeľa na svetlo pri rôznych frekvenciách, červenej, bielej a modrej, vizuálne významné zvýšenie v testovanom oku v porovnaní s kontrolným okom, niektoré už po troch mesiacoch. Všetci dostali stredné a vysoké dávky. V dvoch prípadoch dosiahlo zlepšenie >1 logMAR, čo je maximum možné len pre čapíky.

Citlivosť vyvolaná kužeľom bola najväčšia u pacientov najvážnejšie postihnutých na začiatku liečby. Takmer všetci pacienti so zlepšenou funkciou konusu tiež vykazovali zlepšenie v jednom alebo viacerých ďalších opatreniach.

Štyria účastníci preukázali vizuálne významné zlepšenie vo svojej schopnosti navigovať na zložitejších trasách v porovnaní so základnou líniou, pričom jeden z nich toto zlepšenie naďalej vykazoval najmenej dva roky.

Šiesti účastníci zaznamenali klinicky významné zvýšenie skóre kvality života súvisiaceho so zrakom.

"Tieto výsledky potvrdzujú prítomnosť produktívnej úpravy génov in vivo pomocou EDIT-101, terapeutické hladiny expresie proteínu CEP290 a zlepšenú funkciu fotoreceptora kužeľa."

Táto malá štúdia preukázala vysoký bezpečnostný profil a zlepšenú funkciu fotoreceptorov po podaní EDIT-101 účastníkom. Tieto výsledky „podporujú ďalšie in vivo štúdie úpravy génu CRISPR-Cas9 na liečbu dedičných degenerácií sietnice spôsobených variantom IVS26 CEP290 a iných genetických príčin.“

Oblasti, ktoré si zaslúžia ďalšie skúmanie, zahŕňajú zistenie, že zlepšená funkcia kužeľa po terapii sa nerovná zlepšeniu zrakovej ostrosti, čo je klinicky relevantné opatrenie. Po druhé, skorší zásah môže priniesť lepšie výsledky. Nakoniec, ak sú cielené obe kópie génu, terapeutický prínos môže byť väčší.