Розробка терапії спінальної м’язової атрофії: перспективи для м’язових дистрофій і нейродегенеративних розладів, частина 6

Генна терапія SMN1: Onasemnogene abeparvovec/Zolgensma™

Альтернативним способом підвищення рівня білка SMN в мотонейронах та інших типах клітин є генна терапія SMN1.

Генна терапія - це новий метод лікування, який лікує різні захворювання шляхом зміни послідовностей ДНК. Останніми роками все більше досліджень показують, що генна терапія також може покращити пам’ять і має потенційний терапевтичний ефект у лікуванні хвороби Альцгеймера, проблем з навчанням тощо.

По-перше, генна терапія може бути спрямована на відновлення або регуляцію деяких генів, пов’язаних із пам’яттю. Наприклад, ген APOE відіграє важливу роль у виникненні хвороби Альцгеймера, і сучасні дослідження виявили зв’язок між варіаціями гена APOE та її появою при хворобі Альцгеймера. Генна терапія може націлити на зміни в гені APOE і зменшити виникнення хвороби Альцгеймера від джерела.

По-друге, генна терапія також може впливати на гени, пов’язані з нейронами та синапсами. Дослідження показують, що зміни нейромедіаторів, таких як дофамін і ацетилхолін, можуть впливати на навчання та пам’ять. Генна терапія може впливати на нейрони, сприяючи синаптичній передачі збереженої інформації та покращуючи ефекти пам’яті.

Крім того, очікується, що дослідження генної терапії нададуть більше можливостей для покращення пам'яті. Вчені наполегливо працюють над вивченням зв’язку між деякими генами та мозковими механізмами, сподіваючись безпосередньо втрутитися в роботу мозку за допомогою генної терапії для сприяння когнітивним здібностям і пам’яті в літньому віці.

Одним словом, генна терапія широко використовується в сучасній медицині та має великий потенціал для покращення пам’яті. Хоча генна терапія для людського мозку все ще знаходиться на стадії дослідження, ми можемо вірити, що з постійним розвитком технологій у майбутньому генна терапія принесе більше користі для здоров’я та життя людини. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola є традиційним китайським лікарським матеріалом, який має багато унікальних ефектів, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність Cistanche deserticola пояснюється багатьма активними інгредієнтами, які він містить, включаючи дубильну кислоту, полісахариди, флавоноїдні глікозиди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними способами.

Натисніть «Знай, як покращити пам’ять».

Оскільки SMA є моногенетичним аутосомно-рецесивним захворюванням, яке спричинене втратою функції білка SMN, воно виглядає як чудова мішень для генної терапії.

Маленьку кДНК SMN1 можна легко запакувати в нереплікуючий самокомплементарний (sc)AAV9 вектор і доставляти системно. scAAV9 не може лише доставляти кДНК SMN1 до м’язів та інших периферичних тканин, але також перетинати ГЕБ, щоб досягти ЦНС і мотонейронів спинного мозку [92, 93, 195, 299].

Доклінічні дослідження підтвердили підвищену експресію SMN через AAV-опосередкований перенос генів у мотонейронах і периферичних тканинах у мишачої моделі SMA [17, 93]. Миші SMA, яких лікували генною терапією SMN1, опосередкованою scAAV9-, показали значне подовження тривалості життя понад 250 днів [93].

Ця успішна система доставки вірусного гена для SMN1 була названа Onasemnogene abeparvovec. Onasemnogene abeparvovec, широко відомий як AVXS-101, продається під назвою Zolgensma™. Onasemnogene abeparvovec став першою генною терапією, схваленою в США для лікування дітей зі СМА (до двох років) і EMA.

Рекомендована доза 1,1 × 1014 векторгеномів (vg) на кілограм (кг) маси тіла вводиться за допомогою однієї внутрішньовенної ін’єкції. Виявилося, що він добре переноситься пацієнтами зі СМА 1 або 2 типу та немовлятами з передсимптомною СМА [125].

Два клінічних випробування AVXS-101-CL-101 (START,NCT02122952) і CL-303 (STR1VE-US,NCT03306277; STR1VE-EU, NCT03461289; STR1VEAP, NCT03837184) були проведені з симптоматичною СМА типу 1 пацієнти з двоалельною мутацією SMN1 і двома копіями SMN2 [57, 58, 195, 198]. START було відкритим дослідженням із 15 немовлятами зі СМА 1 типу, включеними до двох когорт.

Немовлятам із дерева дали низьку дозу Onasemnogene abeparvovec (6,7 × 1013 мг/кг). Усі пацієнти в когорті (n=15) були ще живі без постійної вентиляції легень у віці 20 місяців. У когорті високої дози (12 пацієнтів, 1,1 × 1014 мг/кг) стало помітним збільшення від базового рівня на 9,8 балів через 1 місяць і 15,4 балів через 3 місяці за шкалою CHOP INTEND. Крім того, 11 пацієнтів, які отримали високу дозу, сиділи без сторонньої допомоги, 9 переверталися, 11 годували перорально і могли говорити, а 2 ходили самостійно.

Підвищення рівня амінотрансферази в сироватці спостерігалося у 4 пацієнтів, які отримували преднізолон [195]. Дослідження STR1VE-US було відкритим дослідженням фази 3 одноразової дози. Пацієнти з SMA з двоалельними мутаціями SMN1 (делеційними або точковими мутаціями) та однією-двома копіями SMN2 були молодше 6 місяців і мали симптоми.

Вони отримали одну внутрішньовенну дозу Onasemnogene abeparvovec 1,1 × 1014 мкг/кг маси тіла протягом 30–60 хв. Моніторинг пацієнтів із 22SMA спочатку планувався один раз на тиждень, а через 4 тижні – один раз на місяць. Усі пацієнти могли самостійно сидіти протягом 30 с. 20 хворих звільнено від постійної ШВЛ.

Усі, крім одного, з 12 пацієнтів у когорті високих доз досягли значних рухових показників, таких як сидіння без сторонньої допомоги, і серійне поступове збільшення балів CHOP INTEND на 50–60 балів [57, 58]. На основі даних, зібраних у цих дослідженнях, очікується довготривалий сприятливий ефект Onasemnogene abeparvovec на рухову функцію.

Побічними ефектами були бронхіоліт, пневмонія та респіраторний дистрес. Лише у двох пацієнтів було виявлено підвищення рівня амінотрансфераз. Механізми імунної та особливо печінкової відповіді, що спостерігаються в цих клінічних дослідженнях, досі не повністю вивчені. У одного пацієнта з’явилися ознаки гідроцефалії, механізм якої неясний.

Результати CHOP INTEND продемонстрували ранні та швидкі переваги. Наприкінці дослідження пацієнти могли розвиватися та ефективно ковтати без будь-якої серцевої патології [57, 58].

Ще одне клінічне випробування Onasemnogeneabeparvovec триває як відкрите дослідження фази 1–2 з інтратекальним введенням у пацієнтів зі СМА типу 2 (від 6 місяців до 60 місяців) з трьома копіями SMN2 (STRONG, NCT03381729). Дослідження STRONG продемонструвало стійкий приріст рухових показників і безпеки лікування [90].

Інтратекальне введення могло б уникнути потенційних імунологічних реакцій у пацієнтів, які попередньо контактували з вірусом перед терапією. Коли людина піддається ендогенним інфекціям AAV, може ініціюватись імунна відповідь. [27, 312].

Thus a significant number of individuals produce neutralizing antibodies and block the gene transfer to cellular targets [3, 312]. The two studies by Day et al. [57, 58] revealed that 7.7% of the SMA patients and 14.8% of their biological mothers were positive for AAV9 reactive antibodies with exclusionary antibody titers>1:50 на їхніх початкових скринінгових тестах. 5,6% продемонстрували підвищені титри під час остаточного скринінгу, і їх не було включено до прийому Онасемногену абепарвовеку в клінічних дослідженнях.

Таким чином, більшість немовлят із СМА мають отримати користь від введення Онасемногенабепарвовеку при інтратекальному введенні [57,58]. Розпочато ще одне дослідження фази 3 з внутрішньовенним введенням у пацієнтів із передсимптомною СМА типу 1 або 2 із двома або трьома копіями SMN2 (SPR1NT, NCT03505099). Попередні дані свідчать про те, що онасемноген абепарвовек добре переноситься при застосуванні у високих концентраціях (6,0×1013 мг/кг).

Два довгострокових подальших дослідження (LTFU) наразі контролюються до грудня 2033 та 2035 років. LT-001/NCT03421977 – це подальше дослідження безпеки 13 пацієнтів зі СМА 1 типу в AVXS-101-CL{{10} } дослідження (2017–2033 рр.), тоді як LT-002/NCT04042025 (2020–2035 рр.) все ще включає пацієнтів із STRONG, STR1VE та SPR1NT.

Усі клінічні випробування Onasemnogene abeparvovec/Zolgensma™ за їхніми часовими шкалами підсумовано на рис. 3.

Часові міркування для терапії SMA

Збільшення кількості білка SMN у нейронах та інших типах клітин має не тільки переваги, але й ризики. Рівні експресії SMN сильно контролюються під час нормального розвитку і не можуть бути налаштовані підходом генної терапії. Спостереження на мишачих моделях стверджують, що надмірна експресія вірусу може мати довгострокові побічні ефекти через втручання у складні механізми обробки РНК.

У нещодавньому дослідженні повідомлялося, що довгострокова надмірна експресія AAV9-SMN1 індукує дозозалежну втрату пропріоцептивних синапсів і нейродегенерацію в моделях мишей SMA, пов’язаних із втратою вже досягнутих рухових етапів [301]. AAV9-SMN1 призводить до цитоплазматичної агрегації SMN у нейронах, що відповідає порушенню біогенезу snRNP і поширеним порушенням транскрипції в нейронах DRG [301].

Ці спостереження вказують на те, що слід оцінити та розглянути додаткові терапевтичні цілі, відмінні від генів SMN1 та SMN2 (див. нижче лікування без SMN). Для успішного тривалого лікування СМА важливо розуміти часові рамки, протягом яких білок SMN потрібен для запобігання розвитку захворювання, а також які типи клітин і органів потребують SMN у які періоди для належного гомеостазу.

Дефіцит SMN є летальним для ембріона, а SMA розвивається в ранньому дитинстві або навіть пренатально в межах критичного часового вікна, коли нервово-м’язові синапси зміцнюються та стають зрілими. Конституція білка SMN2 за допомогою підходу ASO протягом раннього постнатального періоду в моделі миші з важким SMA (P 1–4) була ефективною для запобігання виникненню захворювання.

Рівень виживаності мишей SMA, які отримували лікування, був подовжений до 250-денного віку [127], що відповідає 16-кратному збільшенню. Початок підвищення SMN через 10 днів після народження не приніс жодної користі. Дивно, що фенотип захворювання є оборотним у більш легких формах СМА. У проміжній мишачій моделі SMA постсимптоматичне лікування без SMN мало сприятливий ефект [86].

Однак відкладення лікування лише на один або кілька днів у мишей із важким SMA типу 1 після появи симптомів помітно знизило користь [93, 249] щодо втрати мотонейронів, а морфологічні зміни нервово-м’язових кінцевих пластинок залишилися [183]. Дефіцит білка SMN спочатку впливає на дистальний кінець моторної одиниці [156, 208, 255]. Таким чином, оптимальне часове вікно для відновлення білка SMN у важких випадках залежить від рівня дозрівання нервово-м’язових кінцевих пластин [147].

Дослідження на мишачих моделях СМА вказують на те, що оптимальний клінічний ефект у важких випадках залежить від раннього постнатального застосування. Це також було показано для SMN-незалежних терапевтичних підходів на моделях мишей [291]. У двох клінічних випробуваннях з пацієнтами були зроблені подібні спостереження.

Початок лікування передсимптоматично у немовлят з двома або трьома копіями SMN2 мав значно сильніший ефект, ніж початок терапії, коли вже виникли перші симптоми. Якщо лікування Nusinersen/Spinraza™ розпочато у віці менше ніж 2 місяці життя та після середнього 2,9 року лікування, 100% дітей можуть досягти етапу самостійного сидіння. Крім того, 88% пацієнтів також могли ходити самостійно [59].

Навпаки, ефекти терапії помітно зменшилися у дослідженні фази 3 із застосуванням Nusinersen/Spinraza™, де терапію розпочинали після появи симптомів у дітей із 2 копіями SMN2. Постсимптоматичне лікування призвело до зниження смертності, але лише 51% пацієнтів продемонстрували покращення рухової функції, і лише 8% змогли самостійно сидіти через 13 місяців після початку терапії [89].

Підсумовуючи, затримка підвищення SM на кілька тижнів до 5 місяців може суттєво зменшити досягнення рухових етапів. Тому видається важливим, щоб терапія дітей із СМА починалася одразу після встановлення діагнозу. Ці спостереження також є вагомими аргументами на користь систематичного скринінгу новонароджених для виявлення передсимптоматичних і ранніх симптоматичних випадків.

Перш ніж з’являться симптоми та почнеться незворотна дегенерація мотонейронів, немовлят, виявлених за допомогою скринінгу новонароджених, слід негайно направити на терапію. Коли рівні SMN дуже низькі, мотонейрони втрачають свою функцію протягом короткого періоду часу та просуваються до стадії, коли відновлення може бути обмеженим, і часове вікно для успішного відновлення функції мотонейронів та/або регенерації клітин може бути пропущено.

Витрати на застосування Spinraza™ у перший рік становлять приблизно $400,000–500,000 (або €400,000–500,000). Загалом 250,{9}}–300,000 (або 250,{13}}–300,000) доларів на рік розраховується на все життя пацієнта.

Одне застосування Zolgensma™ коштує 2 мільйони доларів. Невдовзі очікується, що FDA та EMA схвалять все більше генно-націлених терапевтичних стратегій. Тоді вартість такої терапії може стати проблематичною для медичних працівників.

For more information:1950477648nn@gmail.com