Сучасні клінічні застосування генної терапії in vivo з AAV, частина 5

Системні міркування щодо безпеки AAV

Існують мінімальні короткострокові проблеми з безпекою системного введення AAV у 120-кратному діапазоні доз вектора (5 1012 до 6 1013 мг/кг), які використовуються у дослідженнях гемофілії (таблиці 1 і 2).

Введення AAV (аденоасоційованого вірусу) — це технологія, яка зараз широко використовується в галузі генної терапії. В останні роки все більше досліджень підтверджують, що застосування AAV також може певною мірою покращити пам’ять.

Суть введення AAV полягає у впровадженні генів з терапевтичним або покращуючим ефектом у клітини людини для досягнення лікування певного захворювання чи симптому. Досліджуючи пам’ять, вчені вивчатимуть впровадження генів, пов’язаних із пам’яттю, у мозок мишей і виявлять, що ці миші можуть демонструвати кращу пам’ять.

Зокрема, ефект покращення пам’яті, викликаний застосуванням AAV, в основному відображається у двох аспектах. По-перше, деякі гени можуть зміцнювати зв'язок між нейронами, тим самим посилюючи обмін інформацією між нейронами, і роблячи формування пам'яті більш стабільним і надійним. По-друге, деякі гени можуть сприяти проліферації та диференціації нейронних стовбурових клітин, тим самим утворюючи більше нових нейронів у мозку, роблячи резерв пам’яті мозку багатшим.

Підсумовуючи, зв’язок між адмініструванням AAV і пам’яттю позитивний. Хоча технологія генної терапії ще не знайшла широкого застосування, відповідні наукові дослідження розкрили для нас її великий потенціал і перспективи розвитку. У майбутньому, завдяки постійному розвитку технологій і поглибленню досліджень, ми віримо, що ця технологія зробить більш позитивний внесок у здоров’я та благополуччя людини. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche може значно покращити пам’ять, оскільки він має антиоксидантну, протизапальну та антистарільну дію, що може допомогти зменшити окислення та запальні реакції в мозку, тим самим захищаючи здоров’я нервова система. Крім того, Cistanche також може сприяти зростанню та відновленню нервових клітин, тим самим покращуючи зв’язок і роботу нейронних мереж. Ці ефекти можуть допомогти покращити пам’ять, здатність до навчання та швидкість мислення, а також можуть запобігти виникненню когнітивної дисфункції та нейродегенеративних захворювань.

Натисніть Знати, щоб покращити короткочасну пам'ять

Приблизно у 5 суб’єктів у 3 дослідженнях спостерігалися самообмежувальні реакції на інфузію вектора при дозах 2 10126 1013 мг/кг, які характеризувались лихоманкою, міалгіями та/або гіпотензією, що, здається, відповідає вродженій імунній відповіді.

141,150,152 Натяки на лімітуючу дозу токсичність системної інфузії AAV підтверджуються спостереженнями в клінічних дослідженнях негемофілії, які включають: схвалення Zolgensma (11014 мг/кг) із попередженням про безпеку гепатотоксичності після інфузії, підозрювану активацію комплементу в дослідженнях МДД (5 10133 1014 мг/кг) з результуючою цитопенією та нирковою токсичністю та 3 летальними випадками в когорті 3 1014-vg/кг дослідження XLMTM в умовах прогресування вже існуючого гепатобіліарного захворювання через 46 тижнів після інфузії вектора.

13,176,177 Триває комплексний аналіз цих спостережень і є актуальним для всіх системних досліджень AAV і включає потенційні властиві відмінності між серотипами AAV щодо імунної відповіді. З огляду на те, що всі серотипи AAV трансдукують гепатоцити, довгострокові міркування щодо безпеки зосереджені переважно на ризику гепатотоксичності, включаючи ризик інсерційного мутагенезу що призводить до гепатоцелюлярної карциноми (ГЦК).

У той час як переважно неінтеграційні доклінічні дані свідчать про те, що події інтеграції AAV відбуваються залежно від дози з перевагою інтеграції в місцях активної транскрипції, тканиноспецифічні промотори захищають від онкогенезу.178–180 У сукупності це підтримає використання найменшої можливої ​​ефективності векторну дозу зі специфічним для гепатоцитів промотором для мінімізації ризику генотоксичності.

Hemophilia is a provocative model to study AAV-related HCC genotoxicity because 90% of severe hemophilia patients >35 років заразився ятрогенним вірусом гепатиту С (HCV), встановленим фактором ризику розвитку ГЦК.

181–185 Нещодавно опубліковані 15--річні дані спостереження за 4 суб’єктами HB не підтвердили жодних доказів гепатотоксичності чи іншої тривалої токсичності; однак висновки були обмежені відсутністю підтвердженої персистенції трансгену в трансдукованих гепатоцитах.186

Безпека трансгену FVIII/FIX: ризик утворення тромбозу та алло-інгібіторних антитіл

У всіх клінічних випробуваннях ГК використовується трансген FVIII (BDD-FVIII) із видаленням В-домену, який зберігає повну прокоагулянтну функцію, дотримуючись обмежень упаковки AAV (4,7 кб) і посилюючи експресію.

187–189 Майже в усіх дослідженнях ГК використовується стандартний лінкер важкого та легкого ланцюгів B-домену FVIII, FVIII-SQ.190 В одному дослідженні використовується альтернативний BDD-FVIII, FVIII-V3, де до додано 6 додаткових N-зв’язаних сайтів глікозилювання. лінкер SQ для покращення експресії.154 191 Дослідження HB універсально адаптували трансген FIX-Padua (FIX-R338L), який забезпечує 8-разову більшу специфічну активність порівняно з FIX дикого типу.

192,193 Враховуючи відомі випадки утворення алло-інгібіторних антитіл, «інгібіторів», у важких формах HA (30%) і HB (5%), а також використання варіантних трансгенів FVIII-SQ і FIX-R338L викликає теоретичне занепокоєння щодо імунної відповіді на трансгенний білок.

194,195 Відповідно до 20-річного досвіду використання rFVIII-SQERT, який демонструє відсутність підвищеного ризику інгібіторів, жоден суб’єкт генної терапії НА не розробив інгібітора.196–198 Крім того, успіх і безпека FIX-R338L для зусиль генної терапії HB підтверджують збільшення функціональні варіанти FVIII (переглянуто в Samelson-Jones and Arruda199) і можуть так само бути безпечними з підвищеною терапевтичною користю.

Однак критерії включення до дослідження вимагають значного попереднього впливу білка FVIII/FIX і виключають пацієнтів з анамнезом інгібіторів. Таким чином, доступні дані генної терапії вказують на те, що пацієнти найменш схильні до розвитку інгібіторів. Тим не менш, низький ризик утворення інгібіторів після генної терапії додатково підтверджується даними на мишах і собаках, які демонструють здатність спрямованого гепатоцитами переносу генів індукувати толерантність до FVIII, FIX або FIX-R338L.200–203

Ці доклінічні успіхи підтверджують майбутні дослідження переносу генів для індукції толерантності, що особливо актуально для пацієнтів з ГК з інгібіторами204 та іншими розладами (наприклад, хвороба Помпе; огляд Doerfler et al.205).

Що стосується протромботичного ризику, доступні біохімічні дані свідчать про те, що FIX-R338L активується та інактивується аналогічно FIX дикого типу і не є за своєю суттю протромботичним.193

Крім того, дані мишей продемонстрували тромботичні події у FIX-R338L і FIX дикого типу, що корелювали з супратерапевтичним FIX: C і не були специфічними для FIX-R338L.201

Епідеміологічні дослідження показали, що супрафізіологічний FIX: C є помірним незалежним фактором ризику венозного тромбозу (співвідношення шансів [OR] 1,84.0) відносно супрафізіологічного FVIII (OR8.821.3).206–208 Багаторазові дослідження FIX-R338L досягнуто FIX: C в діапазоні нормальної або легкої гемофілії без проблем з безпекою.

За останніми даними в одному дослідженні FIX-R338L повідомлялося про тромбоз у суб’єкта, який досяг FIX: C > 200% від норми (за допомогою одноетапного аналізу [OSA]) з потенційно багатьма супутніми протромботичними захворюваннями, включаючи ожиріння, ниркову недостатність і нещодавнє припинення прийому їжі. прямого перорального антикоагулянту145 (передбачуваний рикошетний протромботичний стан209).

Тим не менш, це спостереження в поєднанні з відомими епідеміологічними даними щодо активності факторів і тромбозу підкреслює важливість підтримки експресії в межах терапевтичного вікна, особливо в умовах супутніх протромботичних захворювань.

Питання щодо ефективності генної терапії HA та HB

Epidemiological data may guide target therapeutic FVIII/FIX expression. Potentially targeting FVIII/FIX: C, >10–150% нормального постгенного переносу підтверджується як вищезазначеними протромботичними ризиками, пов’язаними із супрафізіологічним фактором VIII/FIX: C206–208, так і наявними природними даними HA, які демонструють, що FVIII: C від R12% від норми (за OSA) є достатнім для запобігання спонтанна суглобова кровотеча.210

Важливо, що обидва трансгенні продукти, FVIII-SQ і FIX-R338L, демонструють змінну активність у детермінантах факторної активності OSA порівняно з хромогенним аналізом (CSA), які можна відтворити в випробуваннях.144,145,149,152 На відміну від FVIII-SQ, відмінності FIX-R338L не є специфічними для генної терапії, припускаючи, що розбіжності в аналізі пов’язані з біохімією FIX-R338L.192,201,211,212

Розуміння того, який аналіз найкраще прогнозує in vivo гемостатичну функцію FVIII/FIX-R338, отриманого з гепатоцитів, є актуальним для керівництва клінічним лікуванням, оскільки стійкий FVIII: C/FIX: C, залежно від використовуваного аналізу, перетинає клінічні пороги легкої/помірної гемофілії,152,155 норми FVIII:C/FIX: C (Harringtonet et al., 2020, Віртуальний саміт WFH, конференція),145,146 та супратерапевтичний FVIII:C/FIX: C (Harrington et al., 2020, Virtual Summit WFH, конференція).145

Попередні дані щодо антигену FVIII корелюють із визначеним CSA FVIII: C,153 тоді як попередні фенотипові дані, що підтверджують визначення FVIII: C за OSA, корелюють із функцією FVIII, отриманого з гепатоцитів, in vivo,152 припускає, що FVIII, отриманий із гепатоцитів, може легше перетворюватися зі свого прокофактора в стан кофактора.

Точне вимірювання трансгенної гемостатичної функції необхідне для визначення допустимого діапазону терапевтичної експресії FVIII/FIX. Згідно зі звітами про химерну мишачу модель людських гепатоцитів, яка демонструє до 7-разової різниці в трансдукції між мишами,213 численні HA та HB випробування продемонстрували R10-кратну варіабельність FVIII:C/FIX:C з тим самим вектором і дозою (Harrington et al., 2020, WFH Virtual Summit, конференція).145,149,150,153

Частково цю мінливість можна пояснити, зокрема, гіпотетичною клітинною імунною відповіддю на капсидні пептиди, представлені трансдукованими гепатоцитами, що може призвести до зниження або втрати експресії трансгену, тим самим обмежуючи ефективність.214

Крім того, векторні мотиви CpG потенційно можуть бути імуностимулюючими та сприяти капсидній відповіді;215 справді, касетне збагачення CpG було пов’язане з втратою експресії трансгену, незважаючи на втручання стероїдів у 3 дослідженнях HB.140,143,216

У більш широкому сенсі, кілька кроків від інфузії вектора до експресії трансгену (переглянуто в Li and Samulski217) із супутнім потенціалом для варіабельності, ймовірно, означають, що необхідно буде терпіти діапазон терапевтичної експресії трансгену, хоча, сподіваємось, менш ніж 10-кратно.

Нарешті, незважаючи на те, що не визначено, довговічність експресії трансгену в клінічних випробуваннях HA/HB може інформувати про інші генні терапії, спрямовані на гепатоцити AAV. Клінічні дані першого успішного системного випробування AAV, проведеного на HB, 163 164 дзеркальних спостережень за даними HA та HB собак після AAV-опосередкованого перенесення гена, демонструють тривалу експресію через 8 років після перенесення гена.139, 164, 218, 219

Навпаки, у першому успішному дослідженні генної терапії ГК повідомлено про зниження експресії через 14 років після вектора,151 таким чином, що опублікований 3- рік FVIII: C знизився на 35%–80% від значень 1 року у 6 із 7 суб’єктів у 6 {{ 10}}vg/kgcohort, очікувана ліцензована доза.

Нещодавно в іншому дослідженні ГК було продемонстровано стабільну та тривалу експресію FVIII протягом 23,3 років у 5 суб’єктів (5 10111 1012 вг/кг когорт), що підтверджує потенціал стабільної та тривалої експресії FVIII, отриманої з гепатоцитів.152

Було висунуто кілька гіпотез, щоб потенційно пояснити зниження експресії фактора VIII, яке спостерігалося в першому дослідженні HA150, серед яких: реакція розгорнутого білка FVIII (UPR), зареєстрована в гетерологічних системах експресії з контрастними даними в мишачих моделях HA, перенесення гена FVIII після опосередкованого AAV220–222 або властивості вектора (наприклад, виробнича платформа, розмір касети, доза, капсид тощо).

Примітно, що в першому успішному дослідженні HA один суб’єкт зі стійкою експресією на 3 році мав FVIII: C 100% від норми, тоді як FVIII: C серед суб’єктів, у яких втрата експресії почалася або перейшла в діапазон легкої та помірної HA, 150 151 значень, які були стабільними і тривалий в іншому дослідженні.152 Хоча ці дані є попередніми та не остаточними, вони свідчать про те, що спостережене зниження FVIII: C або стабільної експресії не залежить від експресії FVIII, що робить FVIII UPR малоймовірним головним винуватцем втрати експресії. Успіх генної терапії HA був досягнутий нещодавно, і поточне спостереження дасть інформацію про очікування довговічності FVIII.

Стійкість експресії є особливо важливою, якщо врахувати, що після системної інфузії вектора AAV у всіх суб’єктів зазвичай розвивається високий титр AAV NAbs, що, ймовірно, виключає повторне введення того самого серотипу AAV.

У той час як більшість даних, що підтверджують високий титр NAb, перешкоджають системній ефективності AAV, спонсор повідомив про виявлену експресію трансгену після системного вектора AAV5 у NHP або людей, які є AAV5 NAb-позитивними.148,223

Два поточні випробування, які можуть дати додаткову інформацію, включають Nab-позитивних суб’єктів (ClinicalTrials.gov: NCT03520712 і NCT03569891). Незважаючи на це, довговічність гуморального імунітету AAV підтверджується 15--річним спостереженням після першого системного дослідження AAV, що демонструє стійкі, мультисеротипні, перехресно реактивні AAVNAb до інфузійного векторного серотипу та всіх інших досліджених.186

Ці дані узгоджуються зі спостереженнями на людях після впливу AAV навколишнього середовища та системної інфузії вектора AAV на тваринних моделях, які продемонстрували стійкі, мультисеротипні, перехресно реактивні NAbs.224–228

У сукупності наявні дані свідчать про те, що за сучасних методів одноразова інфузія AAV-вектора є як метою терапії, так і обов’язковою через утворення NAb.

Таким чином, три десятиліття досліджень удосконалили генну терапію AAV для лікування гемофілії, щоб досягти неодноразового успішного підтвердження концепції та окреслили невирішені питання, необхідні для просування генної терапії вперед.

Виняткова активність у генній терапії гемофілії додає значного оптимізму щодо того, що будуть знайдені відповіді для просування зусиль ближче до кінцевої мети безпечного та надійного досягнення тривалої та стабільної терапевтичної експресії FVIII/FIX, здатної покращити фенотип гемофілії.

ЛСД: Огляд клінічної генної терапії

ЛСД — це група спадкових метаболічних розладів, які характеризуються накопиченням макромолекул всередині лізосом. У сукупності ЛСД є відносно поширеними розладами (1:5, 000 до 1:5500), хоча окремо зустрічаються рідко.229–231

ЛСД впливають на численні системи органів, але в них переважає одна визначальна система, наприклад гіпертрофічна кардіоміопатія у пацієнтів з інфантильною хворобою Помпе, дефіцит ЦНС у дітей із CNL2 або гепатоспленомегалія у дітей із хворобою Гоше типу I.230

Враховуючи їх клінічну неоднорідність, пошук ефективних методів лікування був проблемою з єдиною схваленою терапією, ЗТЗ, що створює вторинні ускладнення через збільшення виживаності.232

Оскільки поширеність цих розладів зростає з появою скринінгу новонароджених, нові терапевтичні заходи, такі як заміна генів, стануть критичними для вирішення всіх проявів ЛСД.230,233,234

У цьому розділі ми обговорюємо прогрес, досягнутий у розробці генної заміни терапії для деяких із найбільш поширених ЛСД: хвороба Помпе, хвороба Гоше, хвороба Фабрі, хвороба мукополісахаридоз (MPS) і нейрональний цероїдний ліпофусциноз (NCL) (Таблиця 1). .

For more information:1950477648nn@gmail.com