Генное редактирование CRISPR имеет большие перспективы для лечения редкой формы слепоты

Дегенерация сетчатки может быть наследственной или приобретенной. В первом случае это неизлечимое и прогрессирующее заболевание. Недавнее исследование, опубликованное в журнале New England Journal of Medicine, исследовало потенциальное использование генной редакции для коррекции врожденной дегенерации сетчатки под названием CEP290, которая вызывает раннюю потерю зрения.

Наследственные дегенерации сетчатки вызываются патогенными мутациями в любом из более чем 280 генов. Эти мутации приводят к сбою в работе и гибели фоторецепторов (чувствительных к свету колбочек и палочек) сетчатки, что приводит к ухудшению зрения у пострадавших людей. Эти состояния являются одной из основных причин слепоты во всем мире.

В случае дегенерации сетчатки, связанной с CEP290 или амаврозом Лебера, мутированный белок центросомы 290 (CEP290) приводит к частичной или полной слепоте в течение первых десяти лет жизни. Поэтому это основная причина генетической слепоты у детей, вызванной поражением сетчатки.

Один генетический вариант, называемый p.Cys998X, составляет более трех четвертей случаев этого состояния только в США. Нормальное функционирование CEP290 блокируется вставкой одного кодирующего сегмента во время транскрипции. Недостаток этой молекулы нарушает нормальное ресничное действие на фоторецепторы.

В настоящее время лечения нет. Поддерживающая терапия включает использование увеличительных стекол и Брайля, а также модификации дома для создания безопасной среды для людей с нарушениями зрения.

На уровне тканей палочки и колбочки теряют организацию во внешних сегментах сетчатки из-за отсутствия сенсорных ресничек в этом состоянии. Палочки в среднепериферической сетчатке отмирают, в то время как колбочки сохраняются в макуле — центральной точке сетчатки.

Характерной особенностью у этих пациентов является разрыв между структурой и функцией сетчатки. Проксимальные компоненты зрительного пути остаются неповрежденными, что указывает на возможность использования фоторецепторов этих глаз для восстановления зрения. Различные изучаемые подходы включают использование олигонуклеотидов для предотвращения экспрессии вставленного экзона или доставку миниатюрной версии гена CEP290 в клетку.

Новейшая технология включает использование генной редакции с инъекцией EDIT-101. Она основана на использовании системы кластеризованных регулярно интервалирующих коротких палиндромных повторов (CRISPR) в сочетании с белком CRISPR-associated protein 9 (Cas9) для устранения патогенного варианта IVS26. Данное исследование было направлено на изучение безопасности и эффективности этой терапии.

Ученые решили провести открытое исследование, в котором участникам назначали однократные дозы лекарства в порядке возрастания дозировки. Это исследование фазы 1-2 направлено на оценку безопасности препарата, в то время как вторичные результаты эффективности также оценивались.

К исследуемым показателям безопасности относились побочные эффекты и неприемлемая токсичность, которые мешали использованию интересующей дозы. Эффективность измерялась различными способами, включая корректированную остроту зрения, чувствительность сетчатки, оценку качества жизни, связанного со зрением, и тестирование мобильности при навигации по зрению.

Ген EDIT-101 был введен двенадцати взрослым и двум детям. Взрослые были в возрасте от 17 до 63 лет, а детям было девять и четырнадцать лет соответственно. У всех была по крайней мере одна копия варианта IV26.

Дозы варьировались от 6×10^11 векторных геномов на мл до 3×10^12 векторных геномов на мл. Двое, пятеро и пятеро взрослых получили низкие, средние и высокие дозы соответственно. Дети получили среднюю дозу.

Все инъекции были сделаны в глаз с худшими показателями, исследуемый глаз.

Что показало исследование? У большинства участников была тяжелая потеря остроты зрения ниже 1.6 logMAR. Остроту зрения можно было проверить только с помощью теста Беркли на рудиментарное зрение. По крайней мере, на 3 логарифмических единицы увеличилась спектральная чувствительность, а функция палочек была необнаружима у всех участников.

Тем не менее, толщина слоя фоторецепторов была в пределах нормы у большинства пациентов, как и ожидалось.

Большинство побочных эффектов были легкими, около пятой части - умеренными, и только около 40% были связаны с лечением. Не было серьезных нежелательных событий, связанных с лечением, и не было дозо-ограничивающих токсичностей. Структура сетчатки не показала никаких нежелательных изменений, что демонстрирует приемлемую безопасность препарата.

Что касается его эффективности, предварительное исследование показало значимые улучшения в конусном зрении от исходных уровней у шести пациентов. Из них пять показали улучшение хотя бы в одной другой области.

Улучшение в по крайней мере одной из следующих областей (лучшая скорректированная острота зрения, чувствительность к красному свету или мобильность на основе зрения) наблюдалось у девяти пациентов, то есть почти у двух из трех во всей группе. Почти 80% имели улучшения по крайней мере в одном показателе эффективности, и у шести улучшения наблюдались по двум или более показателям.

Четверо показали увеличение на 0.3 logMAR в лучшей скорректированной остроте зрения, таким образом, соответствуя критериям клинически значимого улучшения. Из них трое сообщили об улучшении уже через три месяца после инъекции. Среднее изменение этого параметра во всей группе составило -0.21 logMAR.

Для почти половины группы (6/14) чувствительность конусов к свету на разных частотах, красном, белом и синем, показала визуально значимое увеличение в исследуемом глазу по сравнению с контрольным глазом, некоторые уже через три месяца. Все получили средние и высокие дозы. У двоих улучшение достигло >1 logMAR, максимально возможное только для конусов.

Чувствительность, обусловленная конусами, была наибольшей у пациентов, наиболее тяжело пострадавших на исходном уровне. Почти все пациенты с улучшенной функцией конусов также показали улучшение в одном или нескольких других показателях.

Четверо участников показали визуально значимое улучшение в своей способности ориентироваться по более сложным трассам по сравнению с исходным уровнем, один из них продолжал показывать это улучшение в течение по крайней мере двух лет.

У шести участников наблюдались клинически значимые увеличения оценок качества жизни, связанные со зрением.

«Эти результаты подтверждают наличие продуктивного in vivo генного редактирования с помощью EDIT-101, терапевтические уровни экспрессии белка CEP290 и улучшенную функцию конусных фоторецепторов».

Это небольшое исследование продемонстрировало высокий профиль безопасности и улучшенную функцию фоторецепторов после введения EDIT-101 участникам. Эти результаты «поддерживают дальнейшие исследования in vivo CRISPR-Cas9 генного редактирования для лечения наследственных дегенераций сетчатки, вызванных вариантом IVS26 CEP290 и другими генетическими причинами».

Области, заслуживающие дальнейшего исследования, включают вывод о том, что улучшенная функция конусов после терапии не равнозначна улучшенной остроте зрения, которая является клинически значимым показателем. Во-вторых, более раннее вмешательство может дать лучшие результаты. Наконец, если нацелиться на обе копии гена, терапевтическая польза может быть больше.