CRISPR-i geenide redigeerimisel on palju lubadusi haruldase pimeduse ravimiseks

Võrkkesta degeneratsioon võib olla pärilik või omandatud. Esimesel juhul on tegemist ravimatu ja progresseeruva haigusega. Hiljutises ajakirjas New England Journal of Medicine avaldatud uuringus uuriti geenide redigeerimise võimalikku kasutamist, et korrigeerida võrkkesta kaasasündinud degeneratsiooni nimega CEP290, mis põhjustab varajast nägemise kaotust.

Pärilikud võrkkesta degeneratsioonid on põhjustatud patogeensetest mutatsioonidest ühes enam kui 280 geenist. Need mutatsioonid põhjustavad võrkkesta fotoretseptorite (valgustundlikud koonused ja vardad) talitlushäireid ja surevad, mille tulemuseks on kahjustatud isikute nägemise kaotus. Need seisundid on kogu maailmas peamine pimeduse põhjus.

CEP290-ga seotud võrkkesta degeneratsiooni või Leberi amauroosi korral põhjustab muteerunud tsentrosoomi valk 290 (CEP290) esimese kümne eluaasta jooksul osalise või täieliku pimeduse. Seetõttu on see võrkkesta kahjustusest põhjustatud laste geneetilise pimeduse peamine põhjus.

Üks geneetiline variant nimega p.Cys998X põhjustab ainuüksi Ameerika Ühendriikides enam kui kolmveerand selle haigusseisundi juhtudest. CEP290 normaalset funktsiooni blokeerib ühe kodeeriva segmendi sisestamine transkriptsiooni ajal. Selle molekuli puudus häirib normaalset tsiliaarset toimet fotoretseptoritele.

Praegu ravi ei toimu. Toetusravi hõlmab suurendusklaaside ja punktkirja kasutamist, samuti koduseid muudatusi, et luua turvaline keskkond nägemispuudega inimestele.

Koe tasandil muutuvad vardad ja koonused võrkkesta välimistes segmentides organiseerumata, kuna selles seisundis puuduvad sensoorsed ripsmed. Keskmise perifeerse võrkkesta vardad surevad ära, koonused aga säilivad maakulas, võrkkesta keskpunktis.

Nende patsientide iseloomulik tunnus on võrkkesta struktuuri ja funktsiooni vaheline seos. Nägemisraja proksimaalsed komponendid jäävad puutumata, mis viitab sellele, et nende silmade fotoretseptoreid võib kasutada nägemise taastamiseks. Erinevad uuritavad lähenemisviisid hõlmavad oligonukleotiidide kasutamist sisestatud eksoni ekspressiooni vältimiseks või CEP290 geeni miniatuurse versiooni rakku viimist.

Uusim tehnoloogia hõlmab geenide redigeerimise kasutamist süstiga EDIT-101. See põhineb rühmitatud korrapäraselt vaheliste lühikeste palindroomsete korduste (CRISPR) süsteemi kasutamisel koos CRISPR-iga seotud valgu 9 (Cas9) valguga patogeense variandi IVS26 kõrvaldamiseks. Selle uuringu eesmärk oli uurida selle ravi ohutust ja efektiivsust.

Teadlased otsustasid viia läbi avatud uuringu, milles osalejatele manustati ühekordsed ravimiannused kasvavas järjekorras. Selle 1.–2. Faasi uuringu eesmärk oli hinnata ravimi ohutust, samas hinnati ka sekundaarseid efektiivsuse tulemusi.

Uuritud ohutuse tulemusnäitajad hõlmasid kõrvaltoimeid ja vastuvõetamatut toksilisust, mis takistasid huvipakkuva annuse kasutamist. Toimivust mõõdeti mitmel viisil, sealhulgas korrigeeritud nägemisteravuse, võrkkesta tundlikkuse, nägemisega seotud elukvaliteedi hindamise ja nägemisega navigeerimise liikuvuse testimise abil.

Gen EDIT-101 viidi sisse kaheteistkümnele täiskasvanule ja kahele lapsele. Täiskasvanute vanus jäi vahemikku 17-63 aastat ning lapsed olid vastavalt üheksa ja neliteist aastat vanad. Kõigil oli vähemalt üks IV26 variandi koopia.

Doosid ulatusid 6x10^11 vektori genoomi milliliitri kohta kuni 3x10^12 vektori genoomini ml kohta. Kaks, viis ja viis täiskasvanut said vastavalt väikese, keskmise ja suure annuse. Lapsed said keskmise annuse.

Kõik süstid tehti kõige halvema töövõimega silma, uuritavasse silma.

Mida uuring näitas? Enamikul osalejatest oli tõsine nägemisteravuse langus alla 1, 6 logMAR. Nägemisteravust sai testida ainult Berkeley algelise nägemistesti abil. Spektri tundlikkus suurenes vähemalt 3 logaritmi võrra ja varda funktsioon oli kõigil osalejatel tuvastamatu.

Kuid fotoretseptori kihi paksus oli enamikul patsientidest ootuspäraselt normi piires.

Enamik kõrvaltoimeid olid kerged, umbes viiendik mõõdukas ja ainult umbes 40% olid seotud raviga. Puudusid raviga seotud tõsised kõrvaltoimed ega annust piirav toksilisus. Võrkkesta struktuur ei näidanud soovimatuid muutusi, mis näitab ravimi vastuvõetavat ohutust.

Tõhususe osas näitas esialgne uuring kuuel patsiendil koonuse nägemise olulist paranemist algtasemega võrreldes. Neist viis näitasid paranemist vähemalt ühes teises valdkonnas.

Üheksal patsiendil, peaaegu kahel kolmest kogu rühmas, täheldati paranemist vähemalt ühes järgmistest piirkondadest (parim korrigeeritud nägemisteravus, punase valguse tundlikkus või nägemispõhine liikuvus). Peaaegu 80% juhtudest oli täiustusi vähemalt ühes tulemuslikkuse mõõdikus ja kuues kahes või enamas mõõdikus.

Nelja puhul suurenes kõige paremini korrigeeritud nägemisteravus 0,3 logMAR, mis vastab seega kliiniliselt olulise paranemise kriteeriumidele. Neist kolm teatasid paranemisest vaid kolm kuud pärast süstimist. Selle parameetri keskmine muutus kogu rühmas oli –0,21 logMAR.

Pea poole rühma (6/14) puhul näitas koonuse tundlikkus erinevatel sagedustel, punasel, valgel ja sinisel, katsesilmas visuaalselt olulist tõusu võrreldes kontrollsilmaga, mõnel juba kolme kuu jooksul. Kõik said keskmisi ja suuri annuseid. Kahes saavutas paranemine >1 logMAR, mis on maksimaalne võimalik ainult koonuste puhul.

Koonusest põhjustatud tundlikkus oli suurim patsientidel, kes olid algtasemel kõige tõsisemalt mõjutatud. Peaaegu kõik paranenud koonuse funktsiooniga patsiendid näitasid paranemist ka ühe või mitme muu meetme osas.

Neli osalejat näitasid visuaalselt märkimisväärset paranemist oma võimes navigeerida keerulisematel radadel võrreldes algtasemega, kellest üks näitas seda paranemist vähemalt kaks aastat.

Kuus osaleja koges nägemisega seotud elukvaliteedi skooride kliiniliselt olulist tõusu.

Need tulemused kinnitavad produktiivset in vivo geenide redigeerimist EDIT-101 abil, CEP290 valgu ekspressiooni terapeutilist taset ja paremat koonuse fotoretseptori funktsiooni.

See väike uuring näitas pärast osalejatele EDIT-101 manustamist kõrget ohutusprofiili ja paremat fotoretseptori funktsiooni. Need tulemused "toetavad täiendavaid in vivo uuringuid CRISPR-Cas9 geeni redigeerimise kohta IVS26 CEP290 variandist ja muudest geneetilistest põhjustest põhjustatud pärilike võrkkesta degeneratsioonide raviks."

Täiendavat uurimist väärivad valdkonnad hõlmavad järeldust, et paranenud koonuse funktsioon pärast ravi ei võrdu paranenud nägemisteravusega, mis on kliiniliselt oluline näitaja. Teiseks võib varasem sekkumine anda paremaid tulemusi. Lõpuks, kui geeni mõlemad koopiad on suunatud, võib terapeutiline kasu olla suurem.