Генне редагування CRISPR має великі перспективи для лікування рідкісної форми сліпоти

Дегенерація сітківки може бути спадковою або набутою. У першому випадку це невиліковне та прогресуюче захворювання. Нещодавнє дослідження, опубліковане в New England Journal of Medicine, досліджувало потенційне використання редагування генів для корекції вродженої дегенерації сітківки під назвою CEP290, яка спричиняє ранню втрату зору.

Спадкові дегенерації сітківки спричинені патогенними мутаціями в одному з понад 280 генів. Ці мутації призводять до порушення роботи та відмирання фоторецепторів (світлочутливих паличок і колбочок) у сітківці, що призводить до втрати зору у уражених людей. Ці стани є основною причиною сліпоти в усьому світі.

При дегенерації сітківки, пов'язаній з CEP290, або амаврозі Лебера, мутований центросомний білок 290 (CEP290) викликає часткову або повну сліпоту протягом перших десяти років життя. Таким чином, він є основною причиною генетичної сліпоти у дітей, спричиненої пошкодженням сітківки.

Один генетичний варіант, який називається p.Cys998X, пояснює понад три чверті випадків цього захворювання лише в США. Нормальне функціонування CEP290 блокується вставкою одного кодуючого сегмента під час транскрипції. Дефіцит цієї молекули порушує нормальну циліарну дію на фоторецептори.

Наразі лікування не існує. Підтримуюча терапія включає використання збільшувальних окулярів та шрифту Брайля, а також модифікацію житла для створення безпечного середовища для людей з вадами зору.

На тканинному рівні палички та колбочки дезорганізуються у зовнішніх сегментах сітківки через відсутність сенсорних війок у цьому стані. Палички в середньо-периферичній частині сітківки відмирають, тоді як колбочки зберігаються в макулі, центральній точці сітківки.

Характерною рисою цих пацієнтів є розрив між структурою та функцією сітківки. Проксимальні компоненти зорового шляху залишаються неушкодженими, що свідчить про те, що фоторецептори в цих очах можуть бути використані для відновлення зору. Різні підходи, що досліджуються, включають використання олігонуклеотидів для запобігання експресії вставленого екзону або доставку мініатюрної версії гена CEP290 у клітину.

Найновіша технологія передбачає редагування генів за допомогою ін'єкції EDIT-101. Вона базується на використанні системи кластерних регулярно розташованих коротких паліндромних повторів (CRISPR) у поєднанні з білком CRISPR-асоційованого білка 9 (Cas9) для елімінації патогенного варіанту IVS26. Це дослідження мало на меті вивчити безпеку та ефективність цієї терапії.

Дослідники вирішили провести відкрите дослідження, в якому учасникам давали разові дози препарату у порядку зростання. Це дослідження фази 1-2 мало на меті оцінити безпеку препарату, а також оцінювалися вторинні показники ефективності.

Кінцеві точки безпеки включали побічні ефекти та неприйнятну токсичність, які перешкоджали використанню досліджуваної дози. Ефективність вимірювалася різними способами, включаючи скориговану гостроту зору, чутливість сітківки, оцінку якості життя, пов'язаної із зором, та тестування мобільності зору та навігації.

Ген EDIT-101 було введено дванадцятьом дорослим та двом дітям. Вік дорослих коливався від 17 до 63 років, тоді як дітям було дев'ять і чотирнадцять років відповідно. Усі мали принаймні одну копію варіанту IV26.

Дози коливалися від 6×10^11 векторних геномів/мл до 3×10^12 векторних геномів/мл. Двоє, п'ятеро та п'ятеро дорослих отримували низьку, середню та високу дози відповідно. Діти отримували середню дозу.

Усі ін'єкції робили в око з найгіршими результатами, тобто в досліджуване око.

Що показало дослідження? У більшості учасників спостерігалася серйозна втрата гостроти зору нижче 1,6 logMAR. Гостроту зору можна було перевірити лише за допомогою тесту вестигіального зору Берклі. Спектральна чутливість збільшилася щонайменше на 3 логарифмічні одиниці, а функція паличок була невизначеною у всіх учасників.

Однак, товщина шару фоторецепторів у більшості пацієнтів, як і очікувалося, була в межах норми.

Більшість побічних ефектів були легкими, приблизно п'ята частина – помірними, і лише близько 40% були пов'язані з лікуванням. Не було виявлено серйозних побічних ефектів, пов'язаних з лікуванням, та жодної токсичності, що обмежує дозу. Структура сітківки не показала жодних побічних змін, що свідчить про прийнятну безпеку препарату.

Що стосується його ефективності, попереднє дослідження показало значне покращення конусного зору порівняно з початковим рівнем у шести пацієнтів. З них у п'яти спостерігалося покращення принаймні в одній іншій області.

Покращення принаймні в одній з наступних сфер (найкраще скоригована гострота зору, чутливість до червоного світла або рухливість на основі зору) спостерігалося у дев'яти пацієнтів, або майже у двох з трьох у всій групі. Майже у 80% спостерігалося покращення принаймні за одним показником ефективності, а у шести – покращення за двома або більше показниками.

Чотири пацієнти показали збільшення найкраще скоригованої гостроти зору на 0,3 logMAR, що відповідає критеріям клінічно значущого покращення. З них троє повідомили про покращення вже через три місяці після ін'єкції. Середня зміна цього параметра для всієї групи становила -0,21 logMAR.

Майже у половини групи (6/14) чутливість колбочок до світла різних частот – червоного, білого та синього – продемонструвала візуально значуще збільшення в досліджуваному оці порівняно з контрольним оком, причому деякі – вже після трьох місяців. Усі отримували середні та високі дози. Двоє показали покращення >1 logMAR, максимально можливе для окремих колбочок.

Чутливість, опосередкована колбочками, була найвищою у пацієнтів з найбільш тяжкими порушеннями на початку дослідження. Майже всі пацієнти з покращеною функцією колбочок також показали покращення за одним або кількома іншими показниками.

Чотири учасники продемонстрували значне покращення візуальної здатності орієнтуватися на складніших стежках порівняно з початковим рівнем, один з яких продовжував демонструвати це покращення протягом щонайменше двох років.

Шість учасників зазнали клінічно значущого покращення показників якості життя, пов'язаних із зором.

«Ці результати підтверджують наявність продуктивного редагування генів in vivo за допомогою EDIT-101, терапевтичних рівнів експресії білка CEP290 та покращеної функції фоторецепторів колбочок».

Це невелике дослідження продемонструвало високий профіль безпеки та покращену функцію фоторецепторів після введення учасникам препарату EDIT-101. Ці результати «підтримують подальші дослідження in vivo редагування гена CRISPR-Cas9 для лікування спадкових дегенерацій сітківки, спричинених варіантом IVS26 CEP290 та іншими генетичними причинами».

Серед галузей, що заслуговують на подальше дослідження, є те, що покращення функції колбочки після терапії не означає покращення гостроти зору, що є клінічно значущим показником. По-друге, більш раннє втручання може дати кращі результати. Нарешті, вплив на обидві копії гена може призвести до більшої терапевтичної користі.