Aktualne zastosowania kliniczne terapii genowej in vivo za pomocą AAV, część 5

Względy bezpieczeństwa systemowego AAV

Istnieją minimalne krótkoterminowe obawy dotyczące bezpieczeństwa ogólnoustrojowego podawania AAV w 120-zakresie dawek wektorów (5 1012 do 6 1013 mg/kg) stosowanych w badaniach nad hemofilią (Tabele 1 i 2).

Podawanie AAV (adeno-associated wirusa) to technologia, która jest obecnie szeroko stosowana w dziedzinie terapii genowej. W ostatnich latach coraz więcej badań potwierdza, że ​​podawanie AAV może również w pewnym stopniu poprawić pamięć.

Istotą podawania AAV jest wprowadzenie do komórek ludzkich genów o działaniu terapeutycznym lub usprawniającym w celu wyleczenia określonej choroby lub objawu. Badając pamięć, naukowcy zbadają wprowadzenie genów związanych z pamięcią do mózgów myszy i odkryją, że myszy te mogą wykazywać lepszą pamięć.

W szczególności efekt poprawy pamięci spowodowany podawaniem AAV odzwierciedla się głównie w dwóch aspektach. Po pierwsze, niektóre geny mogą wzmacniać połączenia między neuronami, wzmacniając w ten sposób wymianę informacji między neuronami i sprawiając, że tworzenie pamięci jest bardziej stabilne i niezawodne. Po drugie, niektóre geny mogą promować proliferację i różnicowanie nerwowych komórek macierzystych, tworząc w ten sposób więcej nowych neuronów w mózgu, dzięki czemu bogatsze są rezerwy pamięci mózgu.

Podsumowując, związek między podawaniem AAV a pamięcią jest pozytywny. Choć technologia terapii genowej nie znalazła jeszcze szerokiego zastosowania, badania naukowe z nią związane ukazały przed nami jej ogromny potencjał i perspektywy rozwoju. Wierzymy, że w przyszłości, wraz z ciągłym rozwojem technologii i pogłębianiem badań, technologia ta będzie w bardziej pozytywny sposób przyczyniać się do zdrowia i dobrego samopoczucia ludzi. Można zauważyć, że musimy poprawić pamięć, a Cistanche może znacznie poprawić pamięć, ponieważ ma działanie przeciwutleniające, przeciwzapalne i przeciwstarzeniowe, co może pomóc w zmniejszeniu utleniania i reakcji zapalnych w mózgu, chroniąc w ten sposób zdrowie organizmu. układ nerwowy. Ponadto Cistanche może również promować wzrost i naprawę komórek nerwowych, poprawiając w ten sposób łączność i funkcjonowanie sieci neuronowych. Efekty te mogą pomóc poprawić pamięć, zdolność uczenia się i szybkość myślenia, a także mogą zapobiegać występowaniu dysfunkcji poznawczych i chorób neurodegeneracyjnych.

Kliknij Wiedz, aby poprawić pamięć krótkotrwałą

U około 5 pacjentów w 3 badaniach wystąpiły samoograniczające się reakcje na wlew wektorowy w dawkach 2 10126 1013 mg/kg, charakteryzujące się gorączką, bólami mięśni i (lub) niedociśnieniem, które wydają się być zgodne z wrodzoną odpowiedzią immunologiczną.

141,150,152 Wskazówki dotyczące toksyczności ograniczającej dawkę ogólnoustrojowego wlewu AAV potwierdzają obserwacje dotyczące badań klinicznych dotyczących leczenia chorób niehemofilii, które obejmują: zatwierdzenie leku Zolgensma (1 1014 mg/kg) z ostrzeżeniem dotyczącym bezpieczeństwa w postaci hepatotoksyczności po wlewie, podejrzenie aktywacji dopełniacza w badaniach DMD (5 10133 1014 mg/kg) z wynikającymi z tego cytopeniami i toksycznością nerkową oraz 3 zgony w kohorcie 3 1014-vg/kg w badaniu XLMTM w warunkach progresji istniejącej wcześniej choroby wątroby i dróg żółciowych, 46 tygodni po infuzji wektora.

13,176,177 Złożona analiza tych obserwacji jest w toku i jest istotna dla wszystkich prac nad systemowymi AAV i uwzględnia potencjalne nieodłączne różnice między serotypami AAV w zakresie odpowiedzi immunologicznej. Biorąc pod uwagę, że wszystkie serotypy AAV przenoszą hepatocyty, długoterminowe rozważania dotyczące bezpieczeństwa skupiały się głównie na ryzyku hepatotoksyczności, w tym ryzyku mutagenezy insercyjnej co prowadzi do raka wątrobowokomórkowego (HCC).

Podczas gdy dane przedkliniczne sugerują, że zdarzenia integracji AAV w większości nie mają charakteru integracyjnego, zachodzą w sposób zależny od dawki, z preferencją integracji w miejscach aktywnej transkrypcji, promotory tkankowo specyficzne chronią przed onkogenezą.178–180 Łącznie uzasadniałoby to stosowanie możliwie najmniejszej skutecznej dawki dawkę wektora z promotorem specyficznym dla hepatocytów, aby zminimalizować ryzyko genotoksyczności.

Hemophilia is a provocative model to study AAV-related HCC genotoxicity because 90% of severe hemophilia patients >35-letni pacjent zakażony jatrogennym wirusem zapalenia wątroby typu C (HCV), uznanym czynnikiem ryzyka rozwoju HCC.

181-185 Niedawno opublikowane 15-roczne dane z obserwacji 4 pacjentów z HB nie potwierdziły żadnych dowodów na hepatotoksyczność ani inną toksyczność długoterminową; jednakże wnioski były ograniczone brakiem potwierdzonej trwałości transgenu w transdukowanych hepatocytach.186

Bezpieczeństwo transgenu FVIII/FIX: ryzyko zakrzepicy i allo-inhibicyjnego tworzenia przeciwciał

We wszystkich badaniach klinicznych HA wykorzystano transgen FVIII (BDD-FVIII) z delecją w domenie B, który zachowuje pełną funkcję prokoagulacyjną, spełniając jednocześnie ograniczenia dotyczące pakowania AAV (4,7 kb) i zwiększając ekspresję.

187-189 W prawie wszystkich badaniach dotyczących HA stosowano standardowy łącznik łańcucha ciężkiego i lekkiego domeny B FVIII, FVIII-SQ.190 W jednym badaniu stosowano alternatywny BDD-FVIII, FVIII-V3, do którego dodano 6 dodatkowych miejsc N-glikozylacji łącznik SQ w celu poprawy ekspresji.154,191 W badaniach HB powszechnie zaadaptowano transgen FIX-Padua (FIX-R338L), który zapewnia 8-krotnie większą aktywność specyficzną w porównaniu z FIX typu dzikiego.

192,193 Biorąc pod uwagę znaną częstość występowania przeciwciał allo-hamujących, „inhibitorów”, powstawania ciężkich HA (30%) i HB (5%) oraz zastosowanie transgenów wariantów FVIII-SQ i FIX-R338L, nasuwają się teoretyczne obawy dotyczące odpowiedzi immunologicznej na białko pochodzące z transgenu.

194,195 Zgodnie z dwudziestoletnim doświadczeniem z rFVIII-SQERT, które nie wykazuje zwiększonego ryzyka wystąpienia inhibitora, żaden z pacjentów poddanych terapii genowej HA nie opracował inhibitora.196-198 Co więcej, skuteczność i bezpieczeństwo FIX-R338L w terapii genowej HB sprzyjają uzyskaniu: działają na warianty FVIII (przegląd w Samelson-Jones i Arruda199) i mogą podobnie być bezpieczne i zapewniać zwiększone korzyści terapeutyczne.

Jednakże kryteria włączenia do badania wymagają znacznej wcześniejszej ekspozycji na białko FVIII/FIX i wykluczają pacjentów z inhibitorami w wywiadzie. W związku z tym dostępne dane dotyczące terapii genowej odzwierciedlają pacjentów z najmniejszym prawdopodobieństwem rozwinięcia się inhibitora. Niemniej jednak niskie ryzyko powstania inhibitora po terapii genowej dodatkowo potwierdzają dane na myszach i psach wykazujące zdolność transferu genu kierowanego przez hepatocyty do indukowania tolerancji na FVIII, FIX lub FIX-R338L.200–203

Te przedkliniczne sukcesy wspierają przyszłe badania transferu genów w celu indukcji tolerancji, co jest szczególnie istotne w przypadku pacjentów z HA z inhibitorami204 i innymi chorobami (np. chorobą Pompego; przegląd w: Doerfler i wsp.205).

Jeśli chodzi o ryzyko prozakrzepowe, dostępne dane biochemiczne sugerują, że FIX-R338L jest aktywowany i inaktywowany analogicznie do FIX typu dzikiego i nie ma z natury działania prozakrzepowego.193

Co więcej, dane na myszach wykazały, że zdarzenia zakrzepowe w FIX-R338L i FIX typu dzikiego korelowały z supraterapeutycznym FIX:C i nie były specyficzne dla FIX-R338L.201

Badania epidemiologiczne wykazały, że ponadfizjologiczny FIX: C jest umiarkowanym niezależnym czynnikiem ryzyka zakrzepicy żylnej (iloraz szans [OR] 1,84.0) w porównaniu z ponadfizjologicznym FVIII (OR8.821.3).206–208 Wiele badań FIX-R338L osiągnięto POPRAWKĘ: C w zakresie normalnej lub łagodnej hemofilii bez obaw o bezpieczeństwo.

Niedawne dane, pojedyncze badanie FIX-R338L wykazało zakrzepicę u pacjenta, który osiągnął FIX: C > 200% normy (w teście jednoetapowym [OSA]) z potencjalnie wieloma współistniejącymi chorobami prozakrzepowymi, w tym otyłością, niewydolnością nerek i niedawnym zaprzestaniem leczenia bezpośredniego doustnego antykoagulantu145 (podejrzewany stan prozakrzepowy z „odbicia”209).

Niemniej jednak ta obserwacja, w połączeniu ze znanymi danymi epidemiologicznymi dotyczącymi aktywności czynnika i zakrzepicy, podkreśla znaczenie utrzymania ekspresji w oknie terapeutycznym, szczególnie w przypadku chorób współistniejących prozakrzepowych.

Pytania dotyczące skuteczności terapii genowej HA i HB

Epidemiological data may guide target therapeutic FVIII/FIX expression. Potentially targeting FVIII/FIX: C, >10–150% prawidłowego transferu postgenu potwierdzają zarówno wspomniane powyżej czynniki prozakrzepowe związane z ponadfizjologicznym FVIII/FIX: C206–208, jak i dostępne dane dotyczące historii naturalnej HA, które pokazują, że FVIII: C ofR12% normy (według OSA) jest wystarczające, aby zapobiec samoistne krwawienie do stawów.210

Co ważne, oba produkty transgenowe, FVIII-SQ i FIX-R338L, wykazują pomiary zmiennej aktywności w OSA w porównaniu z determinantami aktywności czynnika w teście chromogenicznym (CSA), które są odtwarzalne w różnych badaniach.144,145,149,152 W przeciwieństwie do FVIII-SQ, FIX-R338L różnice nie są specyficzne dla terapii genowej, co sugeruje, że rozbieżności w testach są związane z biochemią FIX-R338L.192,201,211,212

Zrozumienie, który test najlepiej przewiduje funkcję hemostatyczną in vivo czynnika FVIII/FIX-R338Li pochodzącego z hepatocytów, ma znaczenie dla ustalenia postępowania klinicznego, ponieważ utrzymujący się FVIII: C/FIX: C, w zależności od zastosowanego testu, przekracza kliniczne progi łagodnej/umiarkowanej hemofilii,152,155 prawidłowe FVIII:C/FIX: C (Harringtonet i in., 2020, WFH Virtual Summit, konferencja)145,146 oraz supraterapeutyczny FVIII:C/FIX: C (Harrington i in., 2020, WFH Virtual Summit, konferencja).145

Wstępne dane dotyczące antygenu FVIII korelują z FVIII:C określonym przez CSA,153 podczas gdy wstępne dane fenotypowe potwierdzające FVIII:C określone przez OSA korelują z funkcją FVIII pochodzącą z hepatocytów in vivo,152 sugerują, że FVIII pochodzący z hepatocytów może być łatwiej przekształcany ze swojego prokofaktora w stan kofaktora.

Aby określić tolerowany zakres terapeutycznej ekspresji FVIII/FIX, niezbędny jest dokładny pomiar funkcji hemostatycznej transgenu. Zgodne z raportami dotyczącymi chimerycznego mysiego modelu ludzkich hepatocytów, wykazującymi nawet 7-krotną różnicę w transdukcji między myszami, 213 wielu HA i HB badania wykazały10-krotną zmienność FVIII:C/FIX:C przy tym samym wektorze i dawce (Harrington i in., 2020, WFH Virtual Summit, konferencja).145,149,150,153

Część tej zmienności można częściowo wyjaśnić hipotetyczną komórkową odpowiedzią immunologiczną na peptydy kapsydowe prezentowane przez transdukowane hepatocyty, która może skutkować zmniejszeniem lub utratą ekspresji transgenu, ograniczając w ten sposób skuteczność.214

Ponadto wektorowe motywy CpG mogą potencjalnie działać immunostymulująco i przyczyniać się do odpowiedzi kapsydu; 215 w rzeczywistości w 3 badaniach HB powiązano wzbogacenie kasety CpG z utratą ekspresji transgenu pomimo interwencji steroidami.140,143,216

Mówiąc szerzej, liczne etapy od infuzji wektora do ekspresji transgenu (omówione w Li i Samulski217) z towarzyszącym potencjałem zmienności prawdopodobnie oznaczają, że konieczna będzie tolerancja szerokiego zakresu terapeutycznej ekspresji transgenu, aczkolwiek miejmy nadzieję, że mniej niż 10-krotna.

Wreszcie, choć nieokreślona, ​​trwałość ekspresji transgenu w badaniach klinicznych HA/HB może mieć wpływ na inne terapie genowe ukierunkowane na hepatocyty AAV. Dane kliniczne z pierwszego udanego ogólnoustrojowego badania AAV przeprowadzonego w HB,163,164 obserwacje lustrzane w HA u psów i dane HB po transferze genu za pośrednictwem AAV, wykazujące trwałą ekspresję 8 lat po transferze genu.139,164,218,219

Z kolei w pierwszym udanym badaniu dotyczącym terapii genowej HA stwierdzono spadek ekspresji w 14. roku po wektorze,151 tak, że w opublikowanym 3-roku FVIII: C spadło o 35–80% wartości z pierwszego roku u 6 z 7 pacjentów w 6 {{ 10}}vg/kgcohort, przewidywana dawka licencjonowana.

Niedawno w innym badaniu dotyczącym HA wykazano stabilną i trwałą ekspresję FVIII przez 23,3 lat u 5 pacjentów (5 kohort 10111–1012 vg/kg), co potwierdza potencjał stabilnej i trwałej ekspresji FVIII pochodzącej z hepatocytów.152

Stworzono kilka hipotez, które potencjalnie wyjaśniają spadek ekspresji FVIII obserwowany w pierwszym badaniu HA150, które obejmują: odpowiedź na rozwinięte białko FVIII (UPR) opisywaną w heterologicznych systemach ekspresji z kontrastującymi danymi w mysich modelach HA po transferze genu FVIII za pośrednictwem AAV220–222 lub właściwości specyficzne dla wektora (np. platforma produkcyjna, rozmiar kasety, dawka, kapsyd itp.).

Warto zauważyć, że w pierwszym udanym badaniu dotyczącym HA pojedynczy pacjent z utrzymującą się ekspresją w 3 roku miał FVIII:C 100% normy, podczas gdy FVIII:C wśród pacjentów, u których utrata ekspresji zaczęła się lub przekroczyła zakres łagodnych i umiarkowanych wartości HA150,151, które były stabilne i trwałe w innym badaniu.152 Chociaż wstępne i nieostateczne, dane te sugerują, że obserwowany spadek FVIII:C lub stabilna ekspresja nie jest zależna od ekspresji FVIII, co czyni UPR FVIII mało prawdopodobnym głównym winowajcą utraty ekspresji. Sukces terapii genowej HA nastąpił niedawno, a ciągłe obserwacje pozwolą określić oczekiwania dotyczące trwałości FVIII.

Trwałość ekspresji jest szczególnie istotna, biorąc pod uwagę, że u wszystkich osobników powszechnie rozwijają się NAbs AAV o wysokim mianie po ogólnoustrojowym wlewie wektora AAV, co prawdopodobnie wyklucza powtórne podanie tego samego serotypu AAV.

Podczas gdy większość danych potwierdzających wysokie miano NAb wyklucza ogólnoustrojową skuteczność AAV, sponsor zgłosił wykrywalną ekspresję transgenu po ogólnoustrojowym wektorze AAV5 u NHP lub ludzi, którzy mają dodatni wynik AAV5 NAb.148,223

Do dwóch trwających badań, które mogą dostarczyć dodatkowych informacji, włącza się uczestników z dodatnim wynikiem badania Nab (ClinicalTrials.gov: NCT03520712 iNCT03569891). Niemniej jednak trwałość odporności humoralnej AAV potwierdza 15--letnia obserwacja pierwszego ogólnoustrojowego badania AAV, w którym wykazano trwałe, wieloserotypowe, reagujące krzyżowo AAVNA z serotypem wektora podawanego we wlewie i wszystkimi innymi testowanymi serotypami.186

Dane te są zgodne z obserwacjami u ludzi po ekspozycji środowiskowej AAV i ogólnoustrojowym wlewie wektora AAV na modelach zwierzęcych, które wykazały trwałe, wieloserotypowe i reagujące krzyżowo NAbs.224–228

Łącznie dostępne dane sugerują, że przy obecnych metodach jednorazowy wlew wektora AAV jest zarówno celem terapii, jak i obowiązkowym ze względu na tworzenie się NAb.

Podsumowując, trzy dekady badań udoskonaliły terapię genową AAV w leczeniu hemofilii, aby uzyskać powtarzający się sukces w postaci potwierdzenia słuszności koncepcji i nakreśliły nierozstrzygnięte pytania niezbędne do posunięcia naprzód terapii genowej.

Wyjątkowa aktywność w terapii genowej hemofilii napawa ogromnym optymizmem, że zostaną znalezione odpowiedzi w celu postępu w wysiłkach bliżej ostatecznego celu, jakim jest bezpieczne i niezawodne osiągnięcie trwałej i stabilnej ekspresji terapeutycznej FVIII/FIX zdolnej do złagodzenia fenotypu hemofilii.

LSD: przegląd klinicznej terapii genowej

LSD to grupa dziedzicznych zaburzeń metabolicznych, które charakteryzują się akumulacją makrocząsteczek wewnątrz lizosomów. Łącznie LSD są stosunkowo powszechnymi zaburzeniami (1:5,000 do 1:5500), chociaż indywidualnie są rzadkie.229–231

LSD wpływają na wiele układów narządów, ale dominują jeden układ, taki jak kardiomiopatia przerostowa u pacjentów z wrodzoną chorobą Pompego, deficyty OUN u dzieci z CNL2 lub hepatosplenomegalia u dzieci z chorobą Gauchera typu I.230

Biorąc pod uwagę ich kliniczną różnorodność, znalezienie skutecznego leczenia stanowiło wyzwanie w przypadku jedynej zatwierdzonej terapii, ERT, powodującej wtórne powikłania wynikające ze zwiększonego przeżycia.232

Ponieważ częstość występowania tych zaburzeń wzrasta wraz z pojawieniem się badań przesiewowych noworodków, nowe interwencje terapeutyczne, takie jak wymiana genu, staną się kluczowe w leczeniu wszystkich objawów LSD.230,233,234

W tej części omawiamy postęp, jaki nastąpił w opracowywaniu terapii zastępowania genów w przypadku niektórych z bardziej powszechnych LSD: choroby Pompego, choroby Gauchera, choroby Fabry'ego, choroby mukopolisacharydozowej (MPS) i neuronalnej lipofuscynozy ceroidowej (NCL) (Tabela 1). .

For more information:1950477648nn@gmail.com