CRISPR uređivanje gena ima veliko obećanje za liječenje rijetkog oblika sljepoće

Degeneracija mrežnice može biti nasljedna ili stečena. U prvom slučaju, to je neizlječiva i progresivna bolest. Nedavna studija objavljena u časopisu New England Journal of Medicine istražila je potencijalnu upotrebu uređivanja gena za ispravljanje kongenitalne degeneracije mrežnice nazvane CEP290, koja uzrokuje rani gubitak vida.

Nasljedne degeneracije mrežnice uzrokovane su patogenim mutacijama u bilo kojem od više od 280 gena. Ove mutacije uzrokuju poremećaj rada i odumiranje fotoreceptora (svjetlosnoosjetljivih štapića i čunjića) u mrežnici, što dovodi do gubitka vida kod pogođenih osoba. Ova stanja vodeći su uzrok sljepoće diljem svijeta.

Kod degeneracije mrežnice povezane s CEP290 ili Leberove amauroze, mutirani centrosomski protein 290 (CEP290) uzrokuje djelomičnu ili potpunu sljepoću unutar prvih deset godina života. Stoga je vodeći uzrok genetske sljepoće kod djece uzrokovane oštećenjem mrežnice.

Jedna genetska varijanta, nazvana p.Cys998X, odgovorna je za više od tri četvrtine slučajeva ovog stanja samo u SAD-u. Normalno funkcioniranje CEP290 blokirano je umetanjem jednog kodirajućeg segmenta tijekom transkripcije. Nedostatak ove molekule remeti normalno djelovanje cilija na fotoreceptore.

Trenutno ne postoji lijek. Potporna njega uključuje korištenje povećala i Brailleovog pisma, kao i preinake doma kako bi se stvorilo sigurno okruženje za osobe s oštećenjem vida.

Na razini tkiva, štapići i čunjići postaju neorganizirani u vanjskim segmentima mrežnice zbog odsutnosti senzornih cilija u ovom stanju. Štapići u srednjem perifernom dijelu mrežnice odumiru, dok čunjići ostaju u makuli, središnjoj točki mrežnice.

Karakteristična značajka ovih pacijenata je prekid veze između strukture i funkcije mrežnice. Proksimalne komponente vidnog puta ostaju netaknute, što sugerira da bi se fotoreceptori u tim očima mogli koristiti za vraćanje vida. Različiti pristupi koji se istražuju uključuju korištenje oligonukleotida za sprječavanje ekspresije umetnutog eksona ili isporuku minijaturne verzije gena CEP290 u stanicu.

Najnovija tehnologija uključuje korištenje uređivanja gena injekcijom EDIT-101. Temelji se na korištenju sustava kratkih palindromskih ponavljanja s pravilnim razmakom u klasterima (CRISPR) u kombinaciji s proteinom 9 povezanim s CRISPR-om (Cas9) kako bi se eliminirala patogena varijanta IVS26. Cilj ove studije bio je proučiti sigurnost i učinkovitost ove terapije.

Istraživači su odlučili provesti otvorenu studiju u kojoj su sudionici primali pojedinačne doze lijeka u rastućem redoslijedu. Cilj ove studije faze 1-2 bio je procijeniti sigurnost lijeka, a procijenjeni su i sekundarni ishodi učinkovitosti.

Sigurnosne krajnje točke uključivale su nuspojave i neprihvatljivu toksičnost koja je spriječila korištenje doze od interesa. Učinkovitost je mjerena na različite načine, uključujući korigiranu oštrinu vida, osjetljivost mrežnice, procjenu kvalitete života povezane s vidom i testiranje pokretljivosti vidne navigacije.

Gen EDIT-101 ubrizgan je u dvanaest odraslih osoba i dvoje djece. Odrasli su bili u dobi od 17 do 63 godine, dok su djeca imala devet, odnosno četrnaest godina. Svi su imali barem jednu kopiju varijante IV26.

Doze su se kretale od 6×10^11 vektorskih genoma/mL do 3×10^12 vektorskih genoma/mL. Dvoje, petero i petero odraslih primilo je nisku, srednju i visoku dozu. Djeca su primila srednju dozu.

Sve injekcije su dane u oko s najgorim rezultatima, odnosno u ispitivano oko.

Što je studija pokazala? Većina sudionika imala je ozbiljan gubitak vidne oštrine ispod 1,6 logMAR. Vidna oštrina mogla se testirati samo pomoću Berkeleyjevog testa vestigijalnog vida. Spektralna osjetljivost povećala se za najmanje 3 log jedinice, a funkcija štapića bila je neotkrivena kod svih sudionika.

Međutim, debljina sloja fotoreceptora bila je unutar normalnih granica kod većine pacijenata, što se i očekivalo.

Većina nuspojava bila je blaga, oko petine umjerena, a samo oko 40% bilo je povezano s liječenjem. Nije bilo ozbiljnih nuspojava povezanih s liječenjem niti toksičnosti koje ograničavaju dozu. Struktura mrežnice nije pokazala nikakve štetne promjene, što pokazuje prihvatljivu sigurnost lijeka.

Što se tiče njegove učinkovitosti, preliminarna studija pokazala je značajna poboljšanja čunjićnog vida u odnosu na početne razine kod šest pacijenata. Od njih, pet je pokazalo poboljšanje u barem jednom drugom području.

Poboljšanje u barem jednoj od sljedećih domena (najbolje korigirana oštrina vida, osjetljivost na crveno svjetlo ili pokretljivost temeljena na vidu) uočeno je kod devet pacijenata, odnosno gotovo dva od tri u cijeloj skupini. Gotovo 80% imalo je poboljšanja u barem jednoj mjeri performansi, a šestero je imalo poboljšanja u dvije ili više mjera.

Četiri su pokazala povećanje najbolje korigirane vidne oštrine od 0,3 logMAR-a, čime su ispunjeni kriteriji za klinički značajno poboljšanje. Od njih su tri prijavila poboljšanje već tri mjeseca nakon injekcije. Prosječna promjena ovog parametra za cijelu skupinu bila je -0,21 logMAR.

Za gotovo polovicu skupine (6/14), osjetljivost čunjića na svjetlost različitih frekvencija, crvenu, bijelu i plavu, pokazala je vizualno značajno povećanje u ispitivanom oku u usporedbi s kontrolnim okom, neki nakon samo tri mjeseca. Svi su primili srednje i visoke doze. Dvoje je pokazalo poboljšanje od >1 logMAR, maksimalno moguće za samo čunjiće.

Osjetljivost posredovana čunjićima bila je najveća kod pacijenata s najteže oštećenom funkcijom čunjića na početku. Gotovo svi pacijenti s poboljšanom funkcijom čunjića također su pokazali poboljšanje u jednom ili više drugih mjerila.

Četiri sudionika pokazala su vizualno značajno poboljšanje u sposobnosti snalaženja u složenijim stazama u usporedbi s početnim stanjem, a jedan od njih nastavio je pokazivati to poboljšanje najmanje dvije godine.

Šest sudionika iskusilo je klinički značajno povećanje rezultata kvalitete života povezanih s vidom.

"Ovi rezultati potvrđuju prisutnost produktivnog in vivo uređivanja gena pomoću EDIT-101, terapijskih razina ekspresije proteina CEP290 i poboljšane funkcije fotoreceptora čunjića."

Ova mala studija pokazala je visok sigurnosni profil i poboljšanu funkciju fotoreceptora nakon što je EDIT-101 primijenjen na sudionicima. Ovi rezultati „podupiru daljnja in vivo istraživanja uređivanja gena CRISPR-Cas9 za liječenje nasljednih degeneracija mrežnice uzrokovanih varijantom IVS26 CEP290 i drugim genetskim uzrocima.“

Područja vrijedna daljnjeg istraživanja uključuju nalaz da poboljšana funkcija čunjića nakon terapije ne znači i poboljšanu oštrinu vida, što je klinički značajna mjera. Drugo, ranija intervencija može dati bolje rezultate. Konačno, ciljanje obje kopije gena može rezultirati većom terapijskom koristi.