Úprava genů pomocí CRISPR je velkým příslibem pro léčbu vzácné formy slepoty

Degenerace sítnice může být zděděná nebo získaná. V prvním případě se jedná o nevyléčitelné a progresivní onemocnění. Nedávná studie publikovaná v časopise New England Journal of Medicine zkoumala potenciální využití genové editace k nápravě vrozené degenerace sítnice zvané CEP290, která způsobuje předčasnou ztrátu zraku.

Dědičné degenerace sítnice jsou způsobeny patogenními mutacemi v jednom z více než 280 genů. Tyto mutace způsobují poruchu funkce a odumírání fotoreceptorů (světlocitlivých tyčinek a čípků) v sítnici, což vede ke ztrátě zraku u postižených jedinců. Tyto stavy jsou celosvětově hlavní příčinou slepoty.

U degenerace sítnice asociované s CEP290 neboli Leberovy amaurózy způsobuje mutovaný centrosomální protein 290 (CEP290) částečnou nebo úplnou slepotu během prvních deseti let života. Je proto hlavní příčinou genetické slepoty u dětí způsobené poškozením sítnice.

Jedna genetická varianta, nazývaná p.Cys998X, je zodpovědná za více než tři čtvrtiny případů tohoto onemocnění jen v USA. Normální fungování CEP290 je blokováno vložením jediného kódujícího segmentu během transkripce. Nedostatek této molekuly narušuje normální ciliární činnost fotoreceptorů.

V současné době neexistuje žádný lék. Podpůrná péče zahrnuje používání lup a Braillova písma, stejně jako úpravy domova k vytvoření bezpečného prostředí pro osoby se zrakovým postižením.

Na úrovni tkání dochází k dezorganizaci tyčinek a čípků ve vnějších segmentech sítnice kvůli absenci senzorických řasinek v tomto stavu. Tyčinky ve střední periferní části sítnice odumírají, zatímco čípky přetrvávají v makule, centrálním bodě sítnice.

Charakteristickým rysem těchto pacientů je rozpor mezi strukturou a funkcí sítnice. Proximální komponenty zrakové dráhy zůstávají neporušené, což naznačuje, že fotoreceptory v těchto očích by mohly být použity k obnovení zraku. Mezi zkoumané přístupy patří použití oligonukleotidů k zabránění exprese vloženého exonu nebo doručení miniaturní verze genu CEP290 do buňky.

Nejnovější technologie zahrnuje použití genové editace s injekcí EDIT-101. Je založena na použití systému CRISPR (klastrovaných pravidelně prokládaných krátkých palindromických repetic) v kombinaci s proteinem CRISPR-associated protein 9 (Cas9) k eliminaci patogenní varianty IVS26. Cílem této studie bylo prostudovat bezpečnost a účinnost této terapie.

Vědci se rozhodli provést otevřenou studii, ve které účastníkům byly podávány jednotlivé dávky léku ve vzestupném pořadí. Cílem této studie fáze 1-2 bylo posoudit bezpečnost léku a zároveň byly hodnoceny i sekundární ukazatele účinnosti.

Mezi bezpečnostní cílové parametry patřily nežádoucí účinky a nepřijatelná toxicita, které znemožnily použití sledované dávky. Účinnost byla měřena různými způsoby, včetně korigované zrakové ostrosti, citlivosti sítnice, hodnocení kvality života související se zrakem a testování mobility zrakové navigace.

Gen EDIT-101 byl injekčně aplikován dvanácti dospělým a dvěma dětem. Dospělí byli ve věku od 17 do 63 let, zatímco děti měly devět, respektive čtrnáct let. Všichni měli alespoň jednu kopii varianty IV26.

Dávky se pohybovaly od 6×10^11 vektorových genomů/ml do 3×10^12 vektorových genomů/ml. Dva, pět a pět dospělých dostalo nízkou, střední a vysokou dávku. Děti dostaly střední dávku.

Všechny injekce byly podány do oka s nejhorším výkonem, tedy do studijního oka.

Co studie ukázala? Většina účastníků měla těžkou ztrátu zrakové ostrosti pod 1,6 logMAR. Zrakovou ostrost bylo možné testovat pouze pomocí Berkeleyho testu vestigial vision. Spektrální citlivost se zvýšila nejméně o 3 logaritmické jednotky a funkce tyčinek byla u všech účastníků nedetekovatelná.

Tloušťka vrstvy fotoreceptorů však u většiny pacientů byla v normálním rozmezí, jak se očekávalo.

Většina nežádoucích účinků byla mírná, přibližně pětina středně závažná a pouze přibližně 40 % souviselo s léčbou. Nebyly zaznamenány žádné závažné nežádoucí účinky související s léčbou ani žádné toxicity omezující dávku. Struktura sítnice nevykazovala žádné nežádoucí změny, což prokazuje přijatelnou bezpečnost léku.

Pokud jde o jeho účinnost, předběžná studie prokázala u šesti pacientů významné zlepšení vidění kuželky oproti výchozím hodnotám. Z nich pět vykázalo zlepšení alespoň v jedné další oblasti.

Zlepšení alespoň v jedné z následujících oblastí (nejlépe korigovaná zraková ostrost, citlivost na červené světlo nebo mobilita založená na zraku) bylo pozorováno u devíti pacientů, tj. u téměř dvou ze tří v celé skupině. Téměř 80 % pacientů zaznamenalo zlepšení alespoň v jednom výkonnostním ukazateli a šest pacientů zaznamenalo zlepšení ve dvou nebo více ukazatelích.

Čtyři pacienti vykázali zvýšení nejlépe korigované zrakové ostrosti o 0,3 logMAR, čímž splnili kritéria pro klinicky významné zlepšení. Z nich tři pacienti hlásili zlepšení již tři měsíce po injekci. Průměrná změna tohoto parametru pro celou skupinu byla -0,21 logMAR.

U téměř poloviny skupiny (6/14) vykazovala citlivost čípků na světlo různých frekvencí, červené, bílé a modré, vizuálně významné zvýšení ve sledovaném oku ve srovnání s kontrolním okem, u některých již po třech měsících. Všichni dostávali střední a vysoké dávky. Dva vykazovali zlepšení o >1 logMAR, což je maximální možné pro samotné čípky.

Citlivost zprostředkovaná čípky byla nejvyšší u pacientů s nejzávažnějším postižením na začátku studie. Téměř všichni pacienti se zlepšenou funkcí čípků také vykazovali zlepšení v jednom nebo více dalších ukazatelích.

Čtyři účastníci vykazovali vizuálně významné zlepšení ve schopnosti orientovat se v složitějších stezkách ve srovnání s výchozím stavem, přičemž jeden z nich toto zlepšení vykazoval po dobu nejméně dvou let.

Šest účastníků zaznamenalo klinicky významné zvýšení skóre kvality života související se zrakem.

„Tyto výsledky potvrzují přítomnost produktivní in vivo genové editace pomocí EDIT-101, terapeutické hladiny exprese proteinu CEP290 a zlepšenou funkci čípkových fotoreceptorů.“

Tato malá studie prokázala vysoký bezpečnostní profil a zlepšenou funkci fotoreceptorů po podání přípravku EDIT-101 účastníkům. Tyto výsledky „podporují další in vivo studie genové editace CRISPR-Cas9 pro léčbu dědičných degenerací sítnice způsobených variantou IVS26 CEP290 a dalšími genetickými příčinami.“

Mezi oblasti hodné dalšího výzkumu patří zjištění, že zlepšená funkce čípků po terapii se nerovná zlepšení zrakové ostrosti, což je klinicky významný ukazatel. Za druhé, dřívější intervence může přinést lepší výsledky. A konečně, cílení na obě kopie genu může vést k většímu terapeutickému přínosu.