Současné klinické aplikace in vivo genové terapie s AAV část 6

Pompeho nemoc

Pompeho nemoc je porucha ukládání glykogenu, která vede k akumulaci glykogenu ve svalech a motoneuronech.235,236 Nedostatek aktivity acidalfa-glukosidázy (GAA) u pacientů se závažným/časným nástupem má za následek klinickou patologii, která zahrnuje hlubokou slabost hypotonii a kardiorespirační selhání.237

Pompeho nemoc je degenerativní onemocnění, které postihuje paměť, ale neměli bychom přehnaně zdůrazňovat její negativní dopad na paměť. Místo toho bychom se na toto onemocnění měli dívat pozitivně a hledat účinné způsoby léčby, které by zlepšily kvalitu života pacientů.

Jak víme, paměť je velmi komplexní kognitivní funkce, která zahrnuje složité interakce mezi více oblastmi mozku a neurony. Pompeho nemoc je způsobena především postupným odumíráním neuronů v mozku. Toto onemocnění tedy ovlivňuje tvorbu a uchování paměti.

Musíme si však uvědomit, že paměť zcela neurčuje identitu a kvalitu života člověka. Přestože Pompeho nemoc ovlivňuje kognitivní schopnosti pacientů a schopnosti sebeřízení, přesto mohou mít smysluplný život. Sociální interakce, sport a umělecká tvorba jsou způsoby, jak pomoci pacientům s Pompeho nemocí udržet si pozitivní postoj k životu.

Kromě toho by jim rodiny a komunity pacientů s Pompeho nemocí měly poskytnout plnou péči a podporu. Péče a podpora jsou jako sluneční paprsky, které mohou pacientům pomoci věřit, že stále mají hodnotu a důstojnost, a přinést do jejich srdce teplo a povzbuzení.

Stručně řečeno, Pompeho nemoc je nepochybně frustrující onemocnění, ale měli bychom pacientům pomoci vybudovat pozitivní myšlení, zlepšit kvalitu jejich života, udržet si víru a přijmout život prostřednictvím pozitivního přístupu, pečlivé péče a vědeckých léčebných metod. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche může také regulovat rovnováhu neurotransmiterů, jako je zvýšení hladiny acetylcholinu a růstových faktorů, které jsou velmi důležité pro paměť a učení. Kromě toho může Cistanche také zlepšit průtok krve a podpořit dodávku kyslíku, což může zajistit, že mozek získá dostatečnou výživu a energii, a tím zlepší mozkovou vitalitu a vytrvalost.

Klikněte na vědět doplňky pro posílení paměti

Novorozenecký screening v poslední době objevil výrazně vyšší výskyt až 1:9 500, což z genové terapie činí racionální řešení presymptomatické léčby. U Pompeho choroby získaly souhlas FDA čtyřfázové studie genové terapie I/II.

Corti et al. 238 a Byrne et al. 239 provedli první studii na lidech s injekčním podáním AAV1-cytomegaloviru (CMV)-GAA do bránice devíti pacientů s ventilační insuficiencí, aby napravili respirační dysfunkci charakteristickou pro Pompeho s časným nástupem onemocnění (EOPD).

Výsledky ukázaly, že použití vektoru bylo bezpečné a účinné při zlepšování ventilační výkonnosti u všech subjektů.238,240,241V současné době se provádí další klinická studie z University of Florida u pacientů s pozdním nástupem Pompeho nemoci (LOPD).

Studie hodnotí schopnost opakovat podávání AAV(rAAV9-DES-hGAA) po určité době pro udržení terapeutických hladin GAA u dospělých pacientů s Pompeho 242 (ClinicalTrials.gov:NCT02240407).

Předběžné výsledky naznačují, že farmakologická modulace imunitního systému pomocí rituximabu a sirolimu před a v době podání AAV zabraňuje tvorbě protilátek a umožňuje opakované podávání AAV. S včasným zásahem v důsledku novorozeneckého screeningu je to důležité pozorování u LSD postihujících svaly a játra, kde somatický růst může způsobit pokles počtu kopií genomu.

University of Floridateam ve spolupráci s týmem klinického centra NIH vedeným Dr. Bönnemanem také provádí studii k vyhodnocení bezpečnosti a účinnosti intravenózní dávky AAV-GAA u dětí s EOPD.

Pacienti zařazení do této studie dostanou stejný imunomodulační režim jako ve studii LOPD ke zvládání imunitních odpovědí na AAV a GAA. Kromě práce prováděné na Floridské univerzitě zahájilo několik dalších programů klinické programy k testování vlastních vektorů AAV u pacientů s Pompeho nemoc.

Spark Therapeutics bylo schváleno pro zařazení do fáze I/II vektorem zprostředkovaného jaterního genového přenosu pro GAA u LOPD. Tento přístup se opírá o stabilní expresi GAA v játrech dosaženou prostřednictvím AAV vektorem zprostředkovaného genového přenosu, což vede ke křížové korekci v periferních orgánech bez zjevné imunogenicity proti transgenu (ClinicalTrials.gov: NCT04093349).

Předklinická data odhalila slibné výsledky, naznačující trvalé plazmatické hladiny GAA.243 10 měsíce po podání vykázaly všechny GAA knockout (Gaa/) myši sníženou akumulaci glykogenu; zvýšené přežití; a zlepšenou srdeční, respirační a svalovou funkci ve srovnání s myší divokého typu.

Ve srovnání s ERT byl současný standard péče o Pompeho chorobu, SPK-3006 také účinnější při odbourávání a odstraňování nadměrného nahromaděného glykogenu v refrakterních svalových skupinách, které jsou typicky ztlumené účinky ERT (Mendoza, 2018, Mezinárodní kongres of theWorld Muscle Society, konference).243

V současné době probíhají první klinické studie na lidech na University of California Irvine Health (ClinicalTrials.gov: NCT04093349). Společnost Asklepios Biopharmaceutical byla také schválena k zařazení do otevřené studie fáze I/II k posouzení bezpečnosti a stanovení biologické aktivity ACTUS-101 (AAV2/8LSPhGAA) ve dvou dávkových hladinách u lidských subjektů s LOPD.

S použitím jaterně specifického promotoru byl tento AAV vektor vyroben pro expresi GAA specificky v játrech doprovázenou sekrecí GAA a receptorem zprostředkovaným vychytáváním GAA v srdečním a kosterním svalu.

Ústřední hypotézou je, že nepřetržitá produkce GAA z jaterního depa bude poskytovat větší prospěch než ERT u Pompeho choroby (ClinicalTrials.gov:NCT03533673). Dne 22. ledna 2019 byl prvnímu pacientovi ve fázi I/II klinické studie podán ACTUS-101.244

Gaucherova nemoc

Gaucherova choroba, nejběžnější z LSD, je autosomálně recesivní LSD způsobená nedostatkem lysozomálního enzymu acidbeta-glukosidázy (glukocerebrosidázy).

Ačkoli je heterogenní zpočátku prezentace na základě typu, hlavními klinickými účinky jsou hepatosplenomegalie, neurodegenerace, kostní onemocnění a plicní komplikace.245 Dosud proběhly dvě ex vivo studie s náhradou genu pro Gaucherovu chorobu.

S použitím retrovirové transdukce periferní krve nebo CD{0}} buněk zkoumali Dunbar a Kohn246 bezpečnost G1Gc vektoru, který používá promotor virové dlouhé koncové repetice (LTR) k expresi lidské glukocerebrosidázy cDNA.247

Studie vedla k přechodné nízké hladině exprese korigovaných buněk, nicméně příliš nízké na to, aby měla za následek jakýkoli klinický přínos nebo zvýšenou aktivitu enzymu glukocerebrosidázy.248

Ve druhé, v současné době aktivní studii genové terapie, AVROBIO používá ex vivo přístup založený na lentivirové genové terapii navržený tak, aby vedl ke stabilní integraci požadovaných genů do hematopoetických kmenových buněk získaných od pacienta (ClinicalTrials.gov:NCT04145037).

Preklinické studie prokázaly pozitivní výsledky v integraci lentivirového vektoru do rodičovských kmenových buněk a efektivní replikaci integrovaných buněk potomstva.249

Fabryho nemoc

Fabryho choroba je charakterizována nedostatečnou aktivitou a-galaktosidázyA (a-Gal A), která vede k akumulaci glykolipidů (globotriaosylceramid [Gb3] a globotriaosylsfingosin [LysoGb3]) v různých tkáních.

Klinické projevy zahrnují progresivní selhání ledvin, srdeční onemocnění, cerebrovaskulární onemocnění, kožní léze a další abnormality.250,251 Ačkoli je ERT současným standardem péče o pacienty s Fabryho chorobou, má svá omezení, která způsobují zvýšený zájem o terapie náhrady genů.252,253 dva z nich používají přístup ex vivo (AVROBIO a University Health Network, Toronto), zatímco dva další používají přístup in vivo (Sangamo Therapeutics a Freeline Therapeutics).

Vektor AVROBIO (AVR-RD-01) je odvozen z hemopoetických kmenových buněk, ke kterým je přidán gen kódující AGA v procesu ex vivo pomocí lentivirového vektoru. V probíhající klinické studii fáze I/II (ClinicalTrials.gov: NCT03454893) předběžná data ukázala, že všichni čtyři pacienti, kterým byla podávána dávka ve fázi I, vykazovali zvýšené hladiny enzymové aktivity AGA nad úrovněmi pacientů s klasickou Fabryho (ESGCT AnnualMeeting abstract, Lausanne, 2018) 251 254 Předklinické studie lentivirového produktu The University Health Network také ukázaly slibné výsledky.255

Lentivirová léčba transdukovanými kmenovými buňkami a-Gal A společnosti University Health Network je v současné době testována na několika místech kanadských klinických studií (ClinicalTrials.gov: NCT02800070) (Astrakt z ASGCTAnnual Meeting, San Diego, 2010).

Další první studie fáze I/II u člověka sponzorovaná SangamoTherapeutics používá AAV vektor (rAAV2/6) k produkci deficitního enzymu na klinicky významných hladinách. ST-920 je AAVvektor kódující cDNA pro lidskou a-Gal A s promotorem specifickým pro játra navrženým tak, aby umožnil játrům pacienta produkovat kontinuální dodávku enzymu a-Gal A (ClinicalTrials.gov:NCT04046224).

Předpokládá se, že konstantní produkce sníží Gb3 a LysoGb3.251,256 Podobně Freeline Therapeutics používá AAV vektor (rAAV8) s jaterně specifickým promotorem k produkci trvalých vysokých hladin a-Gal A.

Předběžné údaje o počáteční dávce ve studii s eskalací dávky uváděly 3- až 4-násobné zvýšení aktivity plazmy-Gal A do 4. týdne po dávce a přetrvávalo až do ukončení dat.251

Dne 10. března 2020 udělila Evropská komise označení léku pro vzácná onemocnění pro FLT190 pro léčbu Fabryho choroby na základě kladného stanoviska Výboru pro léčivé přípravky pro vzácná onemocnění Evropské lékové agentury.257 4D Molecular Therapeutics rovněž pokračuje ve studii genové terapie to je nedávno otevřená registrace.

MPS typ III (MPS III)-Sanfilippo syndrom

MPS III, také známý jako Sanfilippo syndrom, je progresivní porucha charakterizovaná akumulací glykosaminoglykanu v nervových buňkách.254 MPS III primárně postihuje CNS, což má za následek neurodegeneraci, progresivní intelektuální postižení a vývojovou regresi.

Vzhledem k tomu, že mozek je nejvíce postiženým orgánem MPS III, jsou terapie genové náhrady cílené na mozek stále více studovány pro MPS IIIA i MPS IIIB různými sponzory pomocí podobných přístupů. LYSOGENE, biotechnologická společnost z Francie, použila AAVrh.10 k přenášení lidského SGSH a SUMF1 cDNA pro léčbu MPS II.

Terapeutický vektor AAVrh.{0}hMPS3A byl podán čtyřem dětem ve fázi I první studie u člověka pomocí intracerebrálních injekcí. Všichni čtyři pacienti byli sledováni rok po podání dávky.

Výsledky studie prokázaly, že způsob podání je bezpečný pro přímé dodání vektoru AAV do CNS. Neurokognitivní hodnocení naznačovala kognitivní přínos u nejmladších dětí, zatímco u tří starších pacientů byl přínos omezenější. injekcemi podán rAAV2/5 vektor kódující lidskou aN-acetylglukosaminidázu (NAGLU) sedmi dětem pro léčbu MPS IB.

Po podání bylo zjištěno, že aktivita NAGLU v CNS je zvýšena oproti výchozí hodnotě s trvalou produkcí enzymů mozkovými buňkami. Všichni pacienti vykazovali zlepšení ve svých neurokognitivních hodnoceních, přičemž nejmladší funkce se blížila funkci zdravého dítěte.

Tyto výsledky naznačují, že tento přístup by mohl zabránit pomalému poklesu kognitivních funkcí u dětí s MPS IB.259Další klinické studie genové terapie in vivo a ex vivo fáze I/II pro MPS jsou uvedeny v tabulce 1.

NCL

NCL jsou skupinou dědičných, autozomálních, progresivních dětských neurodegenerativních poruch charakterizovaných klinicky demencí, epilepsií a ztrátou zraku v důsledku degenerace sítnice.

NCL jsou způsobeny akumulací ceroidního lipofuscinu v neuronových buňkách v mozku a sítnici. K dnešnímu dni existuje 13 forem NCL, z nichž každá má odlišné defekty v genech kódujících proteiny v lysozomálním systému.260–262 V současné době není pro NCL schválena žádná léčba.

Pro nalezení účinné terapie pro NCL byly prozkoumány nové strategie náhrady genů.Worrall a kol.263 vyvinuli vektor AAV sérotypu 2 exprimující lidskou cDNA CLN2 (AAV2CUhCLN2) a podávali vektor do CNS 10 dětí s pozdní infantilní NCL (LINCL). .262

Ve srovnání s kontrolními subjekty byla progrese onemocnění hodnocená pomocí CNSimagingu pomalejší, i když ne statisticky významná, vykazovala snížený objem šedé hmoty a komor.

Je pozoruhodné, že výsledky z upravené hamburské škály po dávce prokázaly významně pomalejší funkční pokles ve srovnání s kontrolní skupinou.262,263 Také s použitím in vivo přístupu Cain et al.

264 vyvinul vektor ascAAV9 exprimující gen hCLN6 pod kontrolou hybridního promotoru aCB.

Vysoká exprese transgenu byla nalezena v celém mozku a míše NHP s velmi malým počtem laboratorních abnormalit. Icvinjekce podávaná myším také vykazovala slibné výsledky, včetně prevence klasické patologie CLN6 onemocnění mozku, korekce deficitů chování a zvýšené přežití.

Celkově vzato, výsledky naznačují účinnost a bezpečnost scAAV9.CB.hCLN6.262,264 Tento přístup byl přijat společností Amicus Therapeutics a je v současné době klinicky studován u pacientů s Battenovou chorobou (ClinicalTrials.-gov: NCT02725580). Další klinické studie in vivo fáze I/II genové terapie pro NCL jsou uvedeny v tabulce 4.

Závěry

Nástup pokročilých terapeutik u lysozomálních střádavých nemocí poskytuje nové příležitosti pro pacienty a doufejme, že transformační terapeutické příležitosti.

Jak pole dospívá, doufáme, že další bezpečné a účinné terapeutické možnosti budou široce dostupné. Stále existují výzvy pro vytvoření sítě kvalifikovaných poskytovatelů pro podávání léčivých přípravků pro genovou terapii.

PODĚKOVÁNÍ

Tato práce byla podpořena grantem US National Institutes of Health grantK08 HL 146991-01 (MAS a grantem kanadského institutu HealthResearch 18059 (JPT)

AUTORSKÉ PŘÍSPĚVKY

Na sepsání tohoto článku se podíleli všichni autoři.

PROHLÁŠENÍ O ZÁJMECH

Obdržel jsem poplatky za konzultace pro AveXis, Amicus, Neurogene, AffiniaTherapeutics a Novartis. SJG obdržela licenční poplatky a/nebo příjmy z poradenství od společností Asklepios Biopharma, Neurogene, Abeona Therapeutics, Sarepta Therapeutics, Vertex Pharmaceuticals, LYSOGENE a Amicus Therapeutics. LAG je držitelem duševního vlastnictví souvisejícího s použitím variantního proteinu faktoru VIII pro genovou terapii, sloužila jako konzultant společnosti Pfizer a je hlavním klinickým výzkumným pracovníkem pro probíhající studie hemofilie A a B fáze I/II sponzorované společnostmi SparkTherapeutics/Roche a Pfizer.

ODKAZY

1. Burghes, AH, a Beattie, CE (2009). Spinální svalová atrofie: proč nízké hladiny proteinu motorických neuronů pro přežití způsobují onemocnění motorických neuronů? Nat. Neurosci. 10 597–609.

2. Verhaart, IEC, Robertson, A., Wilson, IJ, Aartsma-Rus, A., Cameron, S., Jones, CC, Cook, SF a Lochmüller, H. (2017). Prevalence, incidence a frekvence nosičů 5q-vázané spinální svalové atrofie – přehled literatury. 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 exemplářů. 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 ., a kol. (1995). Identifikace a charakterizace genu určujícího spinální svalovou atrofii. Cela 80, 155–165.

5. Monani, UR, Lorson, CL, Parsons, DW, Prior, TW, Androphy, EJ, Burghes, AH a McPherson, JD (1999). Jediný nukleotidový rozdíl, který mění sestřihové vzory, odlišuje SMA gen SMN1 od kopie genu SMN2. Hučení. Mol.Genet. 8, 1177–1183.

6. Lorson, CL, Hahnen, E., Androphy, EJ a Wirth, B. (1999). Jediný nukleotid v genu SMN reguluje sestřih a je zodpovědný za spinální svalovou atrofii.Proc. Natl. Akad. Sci. USA 96, 6307–6311.

7. Feldkötter, M., Schwarzer, V., Wirth, R., Wienker, TF a Wirth, B. (2002). Kvantitativní analýzy SMN1 a SMN2 založené na světelném cykléru PCR v reálném čase: rychlý a vysoce spolehlivý nosič testování a predikce závažnosti spinální muskulární atrofie. Dopoledne. 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, a kol. (2014). Observační studie spinální svalové atrofie typu I a důsledky pro klinické studie. Neurologie 83, 810–817.

9. Foust, KD, Nurre, E., Montgomery, CL, Hernandez, A., Chan, CM a Kaspar, BK (2009). Intravaskulární AAV9 se přednostně zaměřuje na neonatální neurony a dospělé astrocyty. Nat. Biotechnol. 27, 59–65.

10. Duque, S., Joussemet, B., Riviere, C., Marais, T., Dubreil, L., Douar, AM, Fyfe, J., Moullier, P., Colle, MA a Barkats, M. (2009). Intravenózní podávání samokomplementárního AAV9 umožňuje dodání transgenu do dospělých motorických neuronů. 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, and Kaspar, BK (2010 ). Záchrana fenotypu spinální svalové atrofie u myšího modelu časným postnatálním dodáním SMN. Nat. Biotechnol. 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. a Barkats, M. (2011). Intravenózní podání scAAV9 kodonově optimalizované sekvence SMN1 zachraňuje myši SMA. Hučení. Mol. Genet. 20, 681-693.

For more information:1950477648nn@gmail.com