Редагування генів CRISPR має великі перспективи для лікування рідкісної форми сліпоти

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

Спадкові дегенерації сітківки викликані патогенними мутаціями в будь-якому з понад 280 генів. Ці мутації спричиняють збій у роботі та відмирання фоторецепторів (світлочутливих колбочок і паличок) у сітківці, що призводить до втрати зору у хворих. Ці захворювання є основною причиною сліпоти в усьому світі.

При дегенерації сітківки, асоційованій з CEP290, або амаврозі Лебера, мутований білок центросоми 290 (CEP290) викликає часткову або повну сліпоту протягом перших десяти років життя. Тому це головна причина генетичної сліпоти у дітей, спричиненої пошкодженням сітківки ока.

Один генетичний варіант, який називається p.Cys998X, є причиною понад три чверті випадків цього захворювання лише в Сполучених Штатах. Нормальна функція CEP290 блокується вставкою одного кодуючого сегмента під час транскрипції. Дефіцит цієї молекули порушує нормальну дію циліар на фоторецептори.

Наразі лікування не існує. Підтримуюча допомога включає використання збільшувальних окулярів і шрифту Брайля, а також модифікацію будинку для створення безпечного середовища для людей із вадами зору.

На рівні тканини палички та колбочки дезорганізуються у зовнішніх сегментах сітківки через відсутність сенсорних війок у цьому стані. Палички в середній периферії сітківки відмирають, а колбочки зберігаються в макулі, центральній точці сітківки.

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

Новітня технологія передбачає використання редагування генів за допомогою ін’єкції під назвою EDIT-101. Він заснований на використанні кластеризованої системи коротких паліндромних повторів з регулярними інтервалами (CRISPR) у поєднанні з білком CRISPR-асоційованого білка 9 (Cas9) для усунення патогенного варіанту IVS26. Це дослідження мало на меті вивчити безпеку та ефективність цієї терапії.

Вчені вирішили провести відкрите дослідження, у якому учасникам давали разові дози препарату в порядку зростання. Це дослідження фази 1-2 мало на меті оцінити безпеку препарату, а також оцінювали результати вторинної ефективності.

Досліджувані кінцеві точки безпеки включали несприятливі явища та неприйнятну токсичність, які перешкоджали використанню необхідної дози. Ефективність вимірювалася різними способами, включаючи скориговану гостроту зору, чутливість сітківки, оцінку якості життя, пов’язану із зором, і тестування рухливості зору.

Ген EDIT-101 був введений дванадцятьом дорослим і двом дітям. Дорослим було від 17 до 63 років, а дітям – дев’ять і чотирнадцять років відповідно. Усі мали принаймні одну копію варіанту IV26.

Дози коливалися від 6x10^11 векторних геномів на мл до 3x10^12 векторних геномів на мл. Двоє, п'ять і п'ять дорослих отримали низькі, середні та високі дози відповідно. Діти отримали середню дозу.

Усі ін’єкції робили в око з найгіршою ефективністю, досліджуване око.

Що показало дослідження? Більшість учасників мали серйозну втрату гостроти зору нижче 1,6 logMAR. Гостроту зору можна перевірити лише за допомогою тесту рудиментарного зору Берклі. Спектральна чутливість зросла щонайменше на 3 логарифми, а функція стрижня не була виявлена в усіх учасників.

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

Більшість побічних ефектів були легкими, близько п’ятої частини були помірними, і лише близько 40% були пов’язані з лікуванням. Не було жодних серйозних побічних явищ, пов’язаних з лікуванням, і токсичності, що обмежує дозу. У структурі сітківки небажаних змін не виявлено, що свідчить про прийнятну безпеку препарату.

Що стосується його ефективності, попереднє дослідження показало значне покращення конічного зору порівняно з вихідним рівнем у шести пацієнтів. П’ять із них показали покращення принаймні в одній іншій області.

Покращення принаймні в одній із наведених нижче сфер (гострота зору з найкращою корекцією, чутливість до червоного світла або рухливість на основі зору) спостерігалося у дев’яти пацієнтів, майже у двох із трьох у всій групі. Майже 80% мали покращення принаймні в одному показнику ефективності, а шість мали покращення в двох або більше показниках.

Чотири показали підвищення найкращої скоригованої гостроти зору на 0,3 logMAR, таким чином відповідаючи критеріям клінічно значущого покращення. Троє з них повідомили про покращення лише через три місяці після ін’єкції. Середня зміна цього параметра у всій групі склала -0,21 logMAR.

Майже у половини групи (6/14) чутливість колбочки до світла на різних частотах, червоному, білому та синьому, продемонструвала візуальне значне підвищення на досліджуваному оці порівняно з контрольним оком, у деяких уже через три місяці. Усі отримали середні та високі дози. У двох покращення досягло >1 logMAR, максимально можливого лише для конусів.

Чутливість, спричинена колбочками, була найбільшою у пацієнтів із найбільшим ураженим на початку дослідження. Майже всі пацієнти з покращеною функцією конуса також продемонстрували покращення за одним чи кількома іншими показниками.

Чотири учасники показали візуальне значне покращення своєї здатності орієнтуватися на складніших стежках порівняно з вихідним рівнем, один із яких продовжував демонструвати це покращення протягом принаймні двох років.

Шість учасників відчули клінічно значуще підвищення 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 і покращеної функції конусоподібних фоторецепторів».

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

Сфери, які заслуговують на подальше дослідження, включають висновок про те, що покращення функції колбочки після терапії не означає покращення гостроти зору, що є клінічно значущим показником. По-друге, раннє втручання може дати кращі результати. Нарешті, якщо цільовими є обидві копії гена, терапевтична користь може бути більшою.