Редактирането на гени чрез CRISPR е обещаващо за лечението на рядка форма на слепота

Дегенерацията на ретината може да бъде наследствена или придобита. В първия случай това е нелечимо и прогресиращо заболяване. Неотдавнашно проучване, публикувано в New England Journal of Medicine, изследва потенциалното използване на генно редактиране 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 причиняват неправилно функциониране и смърт на фоторецепторите (светлочувствителни пръчици и колбички) в ретината, което води до загуба на зрението при засегнатите индивиди. Тези състояния са водеща причина за слепота в световен мащаб.

При CEP290-асоциирана дегенерация на ретината или амавроза на Лебер, мутиралият центрозомен протеин 290 (CEP290) причинява частична или пълна слепота през първите десет години от живота. Следователно той е водещата причина за генетична слепота при децата, причинена от увреждане на ретината.

Един генетичен вариант, наречен p.Cys998X, е причина за повече от три четвърти от случаите на заболяването само в САЩ. Нормалното функциониране на CEP290 е блокирано от вмъкването на един единствен кодиращ сегмент по време на транскрипцията. Дефицитът на тази молекула нарушава нормалното цилиарно действие върху фоторецепторите.

В момента няма лечение. Поддържащите грижи включват използването на лупи и брайлова азбука, 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 в това състояние. Пръчиците в средната периферна част на ретината умират, докато колбичките се запазват в макулата, централната точка на ретината.

Характерна черта на тези пациенти е разминаването между структурата и функцията на ретината. Проксималните компоненти на зрителния път остават непокътнати, което предполага, че фоторецепторите в тези очи могат да бъдат използвани за възстановяване на зрението. Различни подходи, които се изследват, 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 инжектиране на EDIT-101. Тя се основава на използването на системата за клъстерни редовно разположени къси палиндромни повторения (CRISPR) в комбинация с протеина CRISPR-associated protein 9 (Cas9) за елиминиране на патогенния вариант IVS26. Това проучване имаше за цел да проучи безопасността и ефективността на тази терапия.

Изследователите решили да проведат отворено проучване, в което на участниците са давани единични дози от лекарството във възходящ ред. Това проучване Фаза 1-2 имало за цел да оцени безопасността на лекарството, като същевременно били оценени и вторичните резултати за ефикасност.

Крайните точки за безопасност включват нежелани събития и неприемлива токсичност, които предотвратяват използването на интересуващата ни доза. Ефикасността е измерена по различни начини, включително коригирана зрителна острота, чувствителност на ретината, оценка на качеството на живот, свързано със зрението, и тестване за мобилност и навигация на зрението.

Генът EDIT-101 е инжектиран на дванадесет възрастни и две деца. Възрастните са били на възраст от 17 до 63 години, докато децата са били съответно на девет и четиринадесет години. Всички са имали поне едно копие на варианта IV26.

Дозите варираха от 6×10^11 векторни генома/mL до 3×10^12 векторни генома/mL. Двама, петима и петима възрастни получиха съответно ниска, средна и висока доза. Децата получиха средна доза.

Всички инжекции са поставени в окото с най-лош резултат - изследваното око.

Какво показа проучването? Повечето участници имаха тежка загуба на зрителна острота под 1,6 logMAR. Зрителната острота можеше да бъде тествана само с помощта на теста за вестигиално зрение на Бъркли. Спектралната чувствителност се увеличи с поне 3 log единици, а функцията на пръчките беше неоткриваема при всички участници.

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

Повечето странични ефекти са били леки, около една пета са били умерени и само около 40% са били свързани с лечението. Нямаше сериозни нежелани реакции, свързани с лечението, нито дозо-лимитираща токсичност. Структурата на ретината не показа нежелани промени, което демонстрира приемлива безопасност на лекарството.

Що се отнася до ефективността му, предварително проучване показа значително подобрение в конусовидното зрение спрямо изходните нива при шест пациенти. От тях петима показаха подобрение в поне една друга 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, или почти двама от трима в цялата група. Близо 80% са имали подобрения в поне един показател за представяне, а шестима са имали подобрения в два или повече показателя.

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

При почти половината от групата (6/14), чувствителността на конусите към светлина с различни честоти – червена, бяла и синя, показа визуално значимо увеличение в изследваното око в сравнение с контролното око, като някои от тях получиха само три месеца. Всички получиха средни и високи дози. Двама показаха подобрение от >1 logMAR, максимално възможната стойност само за конусите.

Конусовидно-медиираната чувствителност е била най-висока при пациенти с най-тежко увреждане в началото. Почти всички пациенти с подобрена функция на конусите също са показали подобрение по един или повече други показатели.

Четирима участници показаха значително визуално подобрение в способността си да се ориентират в по-сложни пътеки в сравнение с изходното ниво, като единият от тях продължи да показва това подобрение в продължение на поне две години.

Шест участници са изпитали клинично значимо повишение на резултатите от изследването, свързани със зрението, в качеството на живот.

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

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

Областите, заслужаващи по-нататъшно проучване, включват откритието, че подобрената функция на колбичките след терапия не е равносилна на подобрена зрителна острота, което е клинично значима мярка. Второ, по-ранната интервенция може да даде по-добри резултати. И накрая, насочването към двете копия на гена може да доведе до по-голяма терапевтична полза.