CRISPR geenitöötlus on väga paljulubav haruldase pimeduse vormi raviks

Võrkkesta degeneratsioon võib olla pärilik või omandatud. Esimesel juhul on see ravimatu ja progresseeruv haigus. Hiljuti ajakirjas New England Journal of Medicine avaldatud uuringus uuriti geeniredigeerimise võimalikku kasutamist kaasasündinud võrkkesta degeneratsiooni CEP290 korrigeerimiseks, mis põhjustab varajast nägemiskaotust.

Pärilikud võrkkesta degeneratsioonid tekivad patogeensete mutatsioonide tagajärjel enam kui 280 geenis. Need mutatsioonid põhjustavad võrkkesta fotoretseptorite (valgustundlike kepikeste ja kolvikeste) talitlushäireid ja surma, mis viib haigestunud inimeste nägemiskaotuseni. Need seisundid on kogu maailmas peamine pimedaksjäämise põhjus.

CEP290-ga seotud võrkkesta degeneratsiooni ehk Leberi amauroosi korral põhjustab muteerunud tsentrosoomvalk 290 (CEP290) osalist või täielikku pimedust esimese kümne eluaasta jooksul. Seega on see laste võrkkesta kahjustusest tingitud geneetilise pimeduse peamine põhjus.

Üks geneetiline variant, mida nimetatakse p.Cys998X-iks, põhjustab ainuüksi USA-s enam kui kolmveerandi haigusjuhtudest. CEP290 normaalne toimimine on transkriptsiooni ajal ühe kodeeriva segmendi sisestamise tõttu blokeeritud. Selle molekuli defitsiit häirib fotoretseptorite normaalset ripskoes toimuvat toimet.

Praegu ei ole sellele ravi. Toetav ravi hõlmab luupide ja punktkirja kasutamist, samuti koduste muudatuste tegemist, et luua nägemispuudega inimestele turvaline keskkond.

Koe tasandil muutuvad kepikesed ja kolvikesed võrkkesta välissegmentides korrastamata, kuna selles olekus puuduvad sensoorsed ripsmed. Keskmise ja perifeerse võrkkesta kepikesed surevad välja, samas kui kolvikesed jäävad alles kollatähnis, võrkkesta keskpunktis.

Nende patsientide iseloomulikuks tunnuseks on võrkkesta struktuuri ja funktsiooni vaheline lahutus. Nägemisraja proksimaalsed komponendid jäävad terveks, mis viitab sellele, et nende silmade fotoretseptoreid saab kasutada nägemise taastamiseks. Uuritakse mitmesuguseid lähenemisviise, sealhulgas oligonukleotiidide kasutamist sisestatud eksoni ekspressiooni vältimiseks või CEP290 geeni miniatuurse versiooni viimist rakku.

Uusim tehnoloogia hõlmab geenitöötlust EDIT-101 süstimise teel. See põhineb klastritega regulaarselt vahelduvate lühikeste palindroomsete korduste (CRISPR) süsteemi kasutamisel koos CRISPR-iga seotud valgu 9 (Cas9) valguga, et elimineerida patogeenne variant IVS26. Käesoleva uuringu eesmärk oli uurida selle ravi ohutust ja efektiivsust.

Teadlased otsustasid läbi viia avatud uuringu, milles osalejatele manustati ravimit ühekordse annusena kasvavas järjekorras. Selle 1.-2. faasi uuringu eesmärk oli hinnata ravimi ohutust, samal ajal hinnati ka teiseseid efektiivsusnäitajaid.

Ohutuse tulemusnäitajate hulka kuulusid kõrvaltoimed ja vastuvõetamatu toksilisus, mis takistasid uuritava annuse kasutamist. Efektiivsust mõõdeti mitmel viisil, sealhulgas korrigeeritud nägemisteravuse, võrkkesta tundlikkuse, nägemisega seotud elukvaliteedi hindamise ja nägemisnavigatsiooni liikuvuse testimise abil.

EDIT-101 geeni süstiti kaheteistkümnele täiskasvanule ja kahele lapsele. Täiskasvanud olid vanuses 17–63 aastat, lapsed aga vastavalt üheksa- ja neljateistaastased. Kõigil oli vähemalt üks IV26 variandi koopia.

Annused jäid vahemikku 6×10^11 vektorgenoomi/ml kuni 3×10^12 vektorgenoomi/ml. Kaks, viis ja viis täiskasvanut said vastavalt madala, keskmise ja kõrge annuse. Lapsed said keskmise annuse.

Kõik süstid tehti kõige halvema sooritusega silma ehk uuringusilma.

Mida uuring näitas? Enamikul osalejatest oli raske nägemisteravuse langus alla 1,6 logMAR. Nägemisteravust sai testida ainult Berkeley vestigiaalse nägemise testiga. Spektraalne tundlikkus suurenes vähemalt 3 log ühiku võrra ja kepikeste funktsioon oli kõigil osalejatel tuvastamatu.

Siiski oli fotoretseptori kihi paksus enamikul patsientidest oodatust normi piires.

Enamik kõrvaltoimeid olid kerged, umbes viiendik olid mõõdukad ja ainult umbes 40% olid raviga seotud. Tõsiseid raviga seotud kõrvaltoimeid ega annust piiravat toksilisust ei esinenud. Võrkkesta struktuuris ei täheldatud kõrvaltoimeid, mis näitab ravimi vastuvõetavat ohutust.

Mis puutub selle efektiivsusse, siis eeluuring näitas kuuel patsiendil koonusekujulise nägemise olulist paranemist algtasemega võrreldes. Neist viiel täheldati paranemist vähemalt ühes muus valdkonnas.

Üheksal patsiendil ehk peaaegu kahel kolmest kogu grupist täheldati paranemist vähemalt ühes järgmistest valdkondadest (parim korrigeeritud nägemisteravus, punase valguse tundlikkus või nägemispõhine liikuvus). Ligi 80%-l oli paranemine vähemalt ühes sooritusnäitajas ja kuuel patsiendil kahes või enamas näitajas.

Neljal patsiendil täheldati parima korrigeeritud nägemisteravuse suurenemist 0,3 logMAR võrra, mis vastas kliiniliselt olulise paranemise kriteeriumidele. Neist kolm teatasid paranemisest juba kolm kuud pärast süstimist. Selle parameetri keskmine muutus kogu rühmas oli -0,21 logMAR.

Peaaegu poolel grupist (6/14) näitas koonuste tundlikkus erinevatel sagedustel (punane, valge ja sinine) uuritavas silmas visuaalselt olulist suurenemist võrreldes kontrollsilmaga, mõnedel juba kolme kuu möödudes. Kõik said keskmisi ja suuri annuseid. Kahel täheldati >1 logMAR paranemist, mis on koonuste puhul maksimaalne võimalik tulemus.

Kolvi vahendatud tundlikkus oli suurim patsientidel, kellel oli algtasemel kõige raskem kahjustus. Peaaegu kõigil patsientidel, kellel oli paranenud kolvi funktsioon, täheldati ka ühe või mitme muu näitaja paranemist.

Neli osalejat näitasid visuaalselt olulist paranemist keerukamate radade läbimise võimes võrreldes algtasemega, kellest üks jätkas selle paranemise näitamist vähemalt kaks aastat.

Kuus osalejat kogesid kliiniliselt olulist nägemisega seotud elukvaliteedi skooride paranemist.

"Need tulemused kinnitavad EDIT-101 abil produktiivse in vivo geenide redigeerimise olemasolu, CEP290 valgu ekspressiooni terapeutilisi tasemeid ja paremat koonuse fotoretseptori funktsiooni."

See väike uuring näitas pärast EDIT-101 manustamist osalejatele kõrget ohutusprofiili ja paranenud fotoretseptori funktsiooni. Need tulemused „toetavad edasisi in vivo uuringuid CRISPR-Cas9 geeni redigeerimise kohta pärilike võrkkesta degeneratsioonide ravis, mis on põhjustatud IVS26 CEP290 variandist ja muudest geneetilistest põhjustest“.

Edasist uurimist väärivad valdkonnad hõlmavad leidu, et koonuse funktsiooni paranemine pärast ravi ei ole samaväärne nägemisteravuse paranemisega, mis on kliiniliselt oluline näitaja. Teiseks, varasem sekkumine võib anda paremaid tulemusi. Lõpuks võib geeni mõlema koopia sihtimine kaasa tuua suurema terapeutilise kasu.