CRISPR-genredigering lover meget for behandling af sjældne former for blindhed

Nethindedegeneration kan være arvelig eller erhvervet. I det første tilfælde er det en uhelbredelig og fremadskridende sygdom. En nylig undersøgelse offentliggjort i New England Journal of Medicine undersøgte den potentielle brug af genredigering til at korrigere en medfødt nethindegeneration kaldet CEP290, som forårsager tidligt synstab.

Arvelige retinale degenerationer er forårsaget af patogene mutationer i et af mere end 280 gener. Disse mutationer forårsager, at fotoreceptorerne (lysfølsomme kegler og stænger) i nethinden fungerer dårligt og dør, hvilket resulterer i synstab hos berørte personer. Disse tilstande er en førende årsag til blindhed på verdensplan.

Ved CEP290-associeret retinal degeneration, eller Lebers amaurose, forårsager det muterede centrosomprotein 290 (CEP290) delvis til fuldstændig blindhed inden for de første ti år af livet. Det er derfor den førende årsag til genetisk blindhed hos børn forårsaget af nethindeskader.

En enkelt genetisk variant, kaldet p.Cys998X, tegner sig for mere end tre fjerdedele af tilfældene af denne tilstand alene i USA. Den normale funktion af CEP290 blokeres ved indsættelse af et enkelt kodende segment under transkription. Mangel på dette molekyle forstyrrer den normale ciliære virkning på fotoreceptorerne.

Der er i øjeblikket ingen behandling. Støttende pleje omfatter brugen af forstørrelsesbriller og blindskrift samt ændringer i hjemmet for at skabe et sikkert miljø for mennesker med synshandicap.

På vævsniveau bliver stænger og kegler uorganiserede i de ydre segmenter af nethinden på grund af manglen på sensoriske cilia i denne tilstand. Stængerne i den midt-perifere nethinde dør af, mens keglerne bevares i makulaen, det centrale punkt på nethinden.

Et karakteristisk træk hos disse patienter er en afbrydelse mellem nethindens struktur og funktion. De proksimale komponenter af den visuelle vej forbliver intakte, hvilket tyder på, at fotoreceptorerne i disse øjne kan bruges til at genoprette synet. Forskellige tilgange, der undersøges, omfatter brug af oligonukleotider til at forhindre ekspression af det indsatte exon eller levering af en miniatureversion af CEP290-genet ind i cellen.

Den nyeste teknologi involverer brugen af genredigering med en injektion kaldet EDIT-101. Det er baseret på brugen af det clustered regular interspaced short palindromic repeats (CRISPR) system i kombination med det CRISPR-associerede protein 9 (Cas9) protein for at eliminere den patogene variant IVS26. Denne undersøgelse havde til formål at undersøge sikkerheden og effektiviteten af denne terapi.

Forskerne besluttede at udføre et åbent studie, hvor deltagerne fik enkelte doser af lægemidlet i stigende rækkefølge. Dette fase 1-2-studie havde til formål at vurdere lægemidlets sikkerhed, mens sekundære effektresultater også blev vurderet.

De undersøgte sikkerhedsendepunkter omfattede uønskede hændelser og uacceptabel toksicitet, der forhindrede brugen af den relevante dosis. Ydeevnen blev målt på en række forskellige måder, herunder korrigeret synsstyrke, retinal følsomhed, synsrelateret livskvalitetsvurdering og synsnavigationsmobilitetstest.

EDIT-101-genet blev introduceret i tolv voksne og to børn. De voksne var i alderen fra 17 til 63 år, og børnene var henholdsvis ni og fjorten år. Alle havde mindst én kopi af IV26-varianten.

Doser varierede fra 6x10^11 vektorgenomer pr. Ml til 3x10^12 vektorgenomer pr. Ml. To, fem og fem voksne fik henholdsvis lave, mellemstore og høje doser. Børn fik en gennemsnitlig dosis.

Alle injektioner blev givet i det dårligst ydende øje, undersøgelsesøjet.

Hvad viste undersøgelsen? De fleste deltagere havde et alvorligt synsstyrketab under 1,6 logMAR. Synsstyrken kunne kun testes ved hjælp af Berkeleys rudimentære synstest. Der var mindst en stigning på 3 log i spektral følsomhed, og stangfunktionen var uopdagelig hos alle deltagere.

Lagtykkelsen på fotoreceptoren var dog inden for normale grænser hos de fleste patienter, som forventet.

De fleste bivirkninger var milde, omkring en femtedel var moderate, og kun omkring 40 % var behandlingsrelaterede. Der var ingen behandlingsrelaterede alvorlige bivirkninger og ingen dosisbegrænsende toksicitet. Strukturen af nethinden viste ingen uønskede ændringer, hvilket viser lægemidlets acceptable sikkerhed.

Med hensyn til dets effektivitet viste en foreløbig undersøgelse signifikante forbedringer i keglesyn fra baseline-niveauer hos seks patienter. Af disse viste fem forbedringer på mindst ét andet område.

Forbedring på mindst et af følgende områder (bedst korrigeret synsstyrke, rødt lysfølsomhed eller synsbaseret mobilitet) blev observeret hos ni patienter, næsten to ud af tre i hele gruppen. Næsten 80 % havde forbedringer i mindst ét præstationsmål, og seks havde forbedringer i to eller flere mål.

Fire viste en 0,3 logMAR-stigning i bedst korrigeret synsstyrke, og opfyldte dermed kriterierne for klinisk signifikant forbedring. Af disse rapporterede tre bedring kun tre måneder efter injektionen. Den gennemsnitlige ændring i denne parameter i hele gruppen var -0,21 logMAR.

For næsten halvdelen af gruppen (6/14) viste keglefølsomhed over for lys ved forskellige frekvenser, rød, hvid og blå, visuelt signifikante stigninger i testøjet sammenlignet med kontroløjet, nogle så tidligt som tre måneder. Alle fik mellemstore og høje doser. I to nåede forbedringen >1 logMAR, det maksimale, der kun er muligt for kegler.

Kegle-induceret følsomhed var størst hos patienter, der var hårdest ramt ved baseline. Næsten alle patienter med forbedret konusfunktion viste også forbedring i et eller flere andre mål.

Fire deltagere viste visuelt signifikant forbedring i deres evne til at navigere mere komplekse stier sammenlignet med baseline, hvoraf én fortsatte med at vise denne forbedring i mindst to år.

Seks deltagere oplevede klinisk signifikante stigninger i synsrelaterede livskvalitetsresultater.

"Disse resultater bekræfter tilstedeværelsen af produktiv in vivo genredigering ved EDIT-101, terapeutiske niveauer af CEP290-proteinekspression og forbedret keglefotoreceptorfunktion."

Denne lille undersøgelse viste en høj sikkerhedsprofil og forbedret fotoreceptorfunktion efter administration af EDIT-101 til deltagerne. Disse resultater "understøtter yderligere in vivo-undersøgelser af CRISPR-Cas9-genredigering til behandling af nedarvede nethindegenerering forårsaget af IVS26 CEP290-varianten og andre genetiske årsager."

Områder, der er værdige til yderligere undersøgelse, omfatter konstateringen af, at forbedret keglefunktion efter terapi ikke er lig med forbedret synsstyrke, hvilket er et klinisk relevant mål. For det andet kan tidligere intervention give bedre resultater. Endelig, hvis begge kopier af genet er målrettet, kan den terapeutiske fordel være større.