Генното редактиране на CRISPR има голямо обещание за лечение на рядка форма на слепота

Дегенерацията на ретината може да бъде наследствена или придобита. В първия случай това е нелечимо и прогресиращо заболяване. Скорошно проучване, публикувано в New England Journal of Medicine, изследва потенциалното използване на редактиране на гени за коригиране на вродена дегенерация на ретината, наречена CEP290, която причинява ранна загуба на зрение.

Наследствените дегенерации на ретината се причиняват от патогенни мутации във всеки един от повече от 280 гена. Тези мутации карат фоторецепторите (светлочувствителни конуси и пръчици) в ретината да не функционират правилно и да умрат, което води до загуба на зрение при засегнатите индивиди. Тези състояния са водеща причина за слепота в световен мащаб.

При дегенерация на ретината, свързана с CEP290, или амавроза на Leber, мутиралият центрозомен протеин 290 (CEP290) причинява частична до пълна слепота през първите десет години от живота. Следователно това е водещата причина за генетична слепота при деца, причинена от увреждане на ретината.

Единствен генетичен вариант, наречен p.Cys998X, представлява повече от три четвърти от случаите на това състояние само в Съединените щати. Нормалната функция на CEP290 се блокира от вмъкването на единичен кодиращ сегмент по време на транскрипция. Дефицитът на тази молекула нарушава нормалното цилиарно действие върху фоторецепторите.

В момента няма лечение. Поддържащите грижи включват използването на лупи и брайлово писмо, както и модификации на дома за създаване на безопасна среда за хора със зрителни увреждания.

На тъканно ниво пръчиците и колбичките се дезорганизират във външните сегменти на ретината поради липсата на сензорни реснички при това състояние. Пръчиците в средната периферна ретина умират, докато конусите се запазват в макулата, централната точка на ретината.

Характерна особеност при тези пациенти е липсата на връзка между структурата и функцията на ретината. Проксималните компоненти на зрителния път остават непокътнати, което предполага, че фоторецепторите в тези очи могат да се използват за възстановяване на зрението. Различните подходи, които се изучават, включват използване на олигонуклеотиди за предотвратяване на експресията на вмъкнатия екзон или доставяне на миниатюрна версия на гена CEP290 в клетката.

Най-новата технология включва използването на генно редактиране с инжекция, наречена EDIT-101. Той се основава на използването на клъстерирана система с редовно разположени къси палиндромни повторения (CRISPR) в комбинация с протеин 9 (Cas9), свързан с CRISPR, за елиминиране на патогенния вариант IVS26. Това проучване имаше за цел да проучи безопасността и ефикасността на тази терапия.

Учените решават да проведат отворено проучване, в което на участниците са дадени единични дози от лекарството във възходящ ред. Това проучване фаза 1-2 имаше за цел да оцени безопасността на лекарството, като бяха оценени и вторичните резултати за ефикасност.

Проучваните крайни точки за безопасност включват неблагоприятни събития и неприемлива токсичност, които предотвратяват употребата на дозата, която представлява интерес. Ефективността беше измерена по различни начини, включително коригирана зрителна острота, чувствителност на ретината, оценка на качеството на живот, свързано със зрението, и тестване на зрителната навигация за мобилност.

Генът EDIT-101 е въведен в дванадесет възрастни и две деца. Възрастните са на възраст от 17 до 63 години, а децата са съответно на девет и четиринадесет години. Всички имаха поне едно копие на варианта IV26.

Дозите варират от 6x10^11 векторни генома на ml до 3x10^12 векторни генома на ml. Двама, пет и пет възрастни са получили съответно ниски, средни и високи дози. Децата са получили средна доза.

Всички инжекции бяха поставени в окото с най-лоши резултати, изследваното око.

Какво показа проучването? Повечето участници са имали тежка загуба на зрителна острота под 1,6 logMAR. Зрителната острота може да бъде тествана само с помощта на рудиментарния зрителен тест на Бъркли. Имаше поне 3 логаритмично увеличение на спектралната чувствителност и функцията на пръчката беше неоткриваема при всички участници.

Въпреки това дебелината на фоторецепторния слой беше в нормални граници при повечето пациенти, както се очакваше.

Повечето странични ефекти са леки, около една пета са умерени и само около 40% са свързани с лечението. Няма свързани с лечението сериозни нежелани реакции и токсичност, ограничаваща дозата. Структурата на ретината не показва никакви нежелани промени, което показва приемлива безопасност на лекарството.

По отношение на неговата ефективност, предварително проучване показа значителни подобрения в конусното зрение спрямо изходните нива при шест пациенти. Пет от тях показаха подобрение в поне още една област.

Подобрение в поне една от следните области (най-добре коригирана зрителна острота, чувствителност към червена светлина или мобилност, базирана на зрението) е наблюдавано при девет пациенти, почти двама от трима в цялата група. Близо 80% са имали подобрения в поне една мярка за ефективност, а шест са имали подобрения в две или повече мерки.

Четири показаха увеличение с 0,3 logMAR на най-добре коригираната зрителна острота, като по този начин отговарят на критериите за клинично значимо подобрение. От тях три съобщават за подобрение само три месеца след инжектирането. Средната промяна в този параметър в цялата група беше -0,21 logMAR.

За почти половината от групата (6/14), чувствителността на конусите към светлина при различни честоти, червено, бяло и синьо, показва визуално значими увеличения в тестовото око в сравнение с контролното око, някои още на три месеца. Всички са получили средни и високи дози. При две подобрението достигна >1 logMAR, максимумът, възможен само за конуси.

Чувствителността, предизвикана от конуса, е най-голяма при пациентите, които са били най-тежко засегнати в началото. Почти всички пациенти с подобрена функция на конуса също показват подобрение в една или повече други мерки.

Четирима участници показаха визуално значително подобрение в способността си да навигират по-сложни пътеки в сравнение с изходното ниво, един от които продължи да показва това подобрение поне две години.

Шест участници са имали клинично значими повишения в резултатите за качеството на живот, свързани със зрението.

„Тези резултати потвърждават наличието на продуктивно in vivo генно редактиране от EDIT-101, терапевтични нива на експресия на протеин CEP290 и подобрена функция на фоторецептора на конуса.“

Това малко проучване демонстрира висок профил на безопасност и подобрена фоторецепторна функция след прилагане на EDIT-101 на участниците. Тези резултати "подкрепят по-нататъшни in vivo проучвания на CRISPR-Cas9 генно редактиране за лечение на наследствени дегенерации на ретината, причинени от IVS26 CEP290 варианта и други генетични причини."

Области, които заслужават по-нататъшно изследване, включват констатацията, че подобрената функция на конуса след терапия не се равнява на подобрена зрителна острота, което е клинично значима мярка. Второ, по-ранната намеса може да доведе до по-добри резултати. И накрая, ако са насочени и двете копия на гена, терапевтичната полза може да бъде по-голяма.