Генная терапия мышечной дистрофии близка к одобрению, но проблемы с безопасностью сохраняются | Наука

Пять лет назад, когда из-за мышечной дистрофии Дюшенна (МДД) ему стало трудно ходить, семилетнему Коннеру Каррану ввели в кровь триллионы вирусов, несущих мышечный ген, чтобы заменить его мутантный ген. В течение 2 месяцев мальчик из Коннектикута перешел от ползания вверх по лестнице к способности «летать вверх», — говорит его мать Джессика Карран. Семья и исследователи надеялись, что ему больше никогда не понадобится вливание генов. Но эффекты экспериментального лечения уже исчезают.

История Коннера резюмирует смесь надежд и разочарований среди семей и исследователей, когда генная МДД, долгое время считавшаяся потенциальным лекарством от изнурительной и в конечном итоге смертельной болезни, достигает ключевой вехи. На этой неделе Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) должно было одобрить лечение, аналогичное лечению Коннера, разработанное Sarepta Therapeutics.

Но терапия чуть не заскрипел консультативная группа FDA, многие члены которой не убеждены, что это работает. Хотя «приятно видеть, что что-то одобрено после стольких лет, нынешняя система никоим образом не идеальна», — признает исследователь мышечной дистрофии Джеффри Чемберлен из Вашингтонского университета, который помог заложить основу для новых методов генной терапии.

В результате исследователи работают над улучшениями, включая стратегии введения повторных доз пациентам с МДД, таким как Коннер, и редактирование мутантного гена болезни с помощью CRISPR вместо его замены. Они также борются с серьезной и непредсказуемой проблемой и для некоторых пациентов: токсичностью высоких доз предположительно доброкачественных аденоассоциированных вирусов (AAV), используемых для доставки генетических препаратов в мышечные клетки.

В прошлом году молодой человек с МДД умер через несколько дней после того, как ему дали AAV для доставки ДНК для CRISPR в его мышцы и сердце, и в настоящее время вирус подозревается или причастен как минимум к 11 предыдущим смертельным случаям с помощью генной терапии, включая второго пациента с МДД. «Ясно, что мы прошли максимально переносимую разовую дозу» AAV, — говорит исследователь генной терапии Барри Бирн из Университета Флориды. Поэтому компании и лаборатории пытаются подавить иммунный ответ организма на AAV, что может снизить риск больших доз или позволить меньшие повторяющиеся дозы. Иммуносупрессия также может позволить ранее леченным пациентам «получить пользу от новых, еще более эффективных методов лечения AAV», — говорит исследователь мышечной дистрофии Мелисса Спенсер из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA).



Из-за мутации гена дистрофина у пациентов с МДД отсутствуют функционирующие копии огромного белка, который служит амортизатором внутри клеток мышечных волокон. Без него мышечные клетки повреждаются и постепенно отмирают. Обычно пациенты передвигаются в инвалидной коляске к 12 годам, а к 30 годам у них возникают проблемы с сердцем или дыхательными путями. (Большинство из них — мальчики; ген дистрофина находится в Х-хромосоме, поэтому у девочек две копии, и МДД редко развивается). умеренно эффективен.

ДНК, кодирующая дистрофин, слишком велика, чтобы ее можно было упаковать в AAV, широко используемые в генной терапии. Но вдохновленные пожилым человеком, у которого не было почти половины белка, но который страдал лишь легкой мышечной дистрофией, лаборатория Чемберлена 2 десятилетия назад разработала ген для миниатюрный дистрофин. Щенки с вариантом МДД выросли с почти нормальная функция мышц когда дан этот ген. Sarepta и три другие компании, Pfizer (которая лечила Коннера Каррана), Solid Biosciences и Généthon, продолжили тестирование доставки гена микро- или минидистрофина в мышцы мальчиков. Пациенты обычно получают однократную инфузию 1 x 1014 AAV на килограмм веса тела, одна из самых больших доз для любой генной терапии.

На консультативном совещании FDA 12 мая, посвященном рассмотрению просьбы Sarepta об одобрении ее генной терапии по «ускоренному» пути, сотрудники агентства и сторонние консультанты отнеслись к этому скептически, в основном потому, что у компании не было четких данных, подтверждающих, что вмешательство работает лучше, чем плацебо или плацебо. что уровни микродистрофина в мышцах мальчика коррелировали с лучшей мышечной функцией. В конце концов, однако, консультативный комитет проголосовал восемью голосами против шести за терапию, которая при ускоренном одобрении может быть продана до завершения уже начатого более крупного испытания. Если это исследование не сможет окончательно показать преимущества, лечение может быть снято с рынка. Решение FDA ожидалось к 29 мая.

Даже если лечение окажется эффективным, теперь исследователи ожидают, что его действие исчезнет. AAV не интегрирует замещающий ген в геном клетки, а доставляет его в ядро ​​в виде петли ДНК. Поскольку поврежденные клетки мышечных волокон восстанавливаются путем деления мышечных стволовых клеток, некоторые из них не наследуют петлю, и преимущества исчезают по мере того, как количество модифицированных клеток становится меньше.

Джессика Карран говорит, что это, похоже, происходит с Коннером: прошлой осенью шестиклассник начал использовать электрический скутер, чтобы сохранить свои силы в длинных школьных коридорах. Невролог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Перри Ши, который наблюдает снижение числа пациентов с МДД, которых он лечил в исследованиях Sarepta, Pfizer и Solid, говорит: «Родители спрашивают: «Что ждет моего ребенка дальше?»

На данный момент ответ – ничего, потому что мальчики вырабатывают антитела к AAV, которые точно так же блокируют любые попытки отступить. Но компании и академические исследователи пытаются удалить эти антитела с помощью машин для фильтрации крови и лекарств. Они также тестируют другие препараты для подавления иммунных клеток, которые распознают AAV или вырабатывают антитела, нацеленные на вирусы.

«Есть много перекрывающихся, взаимодополняющих стратегий», которые позволили бы повторно дозировать AAV, говорит Бирн. Его группа вскоре начнет небольшое исследование, чтобы выяснить, можно ли снизить антитела к AAV у Коннера Каррана и других пациентов с генной терапией МДД настолько, чтобы потенциально позволить их повторное лечение. Хотя эти иммуносупрессивные подходы несут свои риски, «по сравнению с последствиями болезни… мы считаем это оправданным», — говорит Бирн.

Предотвращение выработки иммунной системой пациента антител к начальной дозе генной терапии AAV может также сделать возможным обмен одной большой дозы на меньшие, повторные дозы. Анализ смерти в октябре 2022 года Терри Хоргана, 27-летнего пациента с МДД, получившего индивидуально разработанную терапию CRISPR, предназначенную для включения гена, подчеркнул необходимость снижения рисков. На прошлой неделе группа исследователей, финансируемая некоммерческой организацией, созданной его семьей для лечения МДД и других заболеваний, опубликовала препринт на medRxiv оправдывает редактора генов и вместо этого предполагает, что AAV, который ему дали, был токсичен для его легких и атрофировал сердце.

Есть надежда, что генная терапия МДД на основе CRISPR в конечном итоге сможет обойти проблему AAV. Некоторые команды пытаются использовать те же липидные наночастицы или жировые пузыри, которые используются в вакцинах с информационной РНК COVID-19, в качестве средства доставки РНК, кодирующей молекулярные компоненты редактора генов. Но пока исследователи не выяснят, как направить жировые пузыри в мышечные клетки, AAV остается единственным проверенным вариантом воздействия на ткани.

Даже если его доставят с помощью AAV, CRISPR все же может оказаться лучшим решением, чем существующие подходы, которые вводят новый ген дистрофина. Например, редактор генов можно использовать у некоторых пациентов для «восстановления» существующего гена дистрофина в мышечных клетках путем вырезания последовательности, из-за которой клетки неправильно ее считывают. Затем ген будет продуцировать дистрофин почти полной длины, управляемый естественными промоутерами, поэтому он будет произведен «в нужное время и в нужном месте», отмечает молекулярный биолог Эрик Олсон из Юго-западного медицинского центра Техасского университета. И если терапия CRISPR редактирует мышечные стволовые клетки, измененный ген должен сохраняться, и его эффекты могут быть долгосрочными.

Подход Олсона, который его лаборатория продемонстрировала на мышах и собаках, разрабатывается Vertex Pharmaceuticals. Компания надеется начать клинические испытания в конце этого года. «Работа идет хорошо, — говорит Олсон.

Однако у CRISPR есть свои недостатки. Белок Cas9, разрезающий ДНК, один из двух его компонентов, происходит от бактерий и может вызывать иммунную реакцию против отредактированных клеток. В результате «обработанные вами клетки будут уничтожены», — говорит исследователь генной терапии Донгшэн Дуан из Медицинской школы Университета Миссури, чья лаборатория показал это явление 2 года назад у собак, получивших CRISPR для лечения МДД. В настоящее время предпринимаются усилия по разработке Cas9, чтобы он был менее иммуногенным или быстро удалялся из клеток после того, как он сделал необходимый разрез ДНК.

На данный момент Спенсер приветствует ожидаемое одобрение генной терапии Сарепты. «Мы должны с чего-то начать. Это одобрение поможет продвинуться вперед», — говорит она. В конце концов, у нас будут улучшенные методы лечения».

Джессика Карран надеется, что эти улучшения произойдут в ближайшее время и позволят ее сыну получить еще один генетический импульс. «Мы должны решить эту проблему с антителами», — говорит она. «Потому что этим детям всем понадобится [gene therapy] снова.”