Editace genu CRISPR je velkým příslibem pro léčbu vzácné formy slepoty

Degenerace sítnice může být dědičná nebo získaná. V prvním případě jde o nevyléčitelné a progresivní onemocnění. Nedávná studie publikovaná v New England Journal of Medicine prozkoumala potenciální využití genové úpravy k nápravě vrozené degenerace sítnice nazývané CEP290, která způsobuje předčasnou ztrátu zraku.

Dědičné degenerace sítnice jsou způsobeny patogenními mutacemi v kterémkoli z více než 280 genů. Tyto mutace způsobují, že fotoreceptory (čípky a tyčinky citlivé na světlo) v sítnici selhávají a odumírají, což má za následek ztrátu zraku u postižených jedinců. Tyto stavy jsou celosvětově hlavní příčinou slepoty.

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

Jedna genetická varianta, nazvaná p.Cys998X, odpovídá za více než tři čtvrtiny případů tohoto stavu jen ve Spojených státech. Normální funkce CEP290 je blokována vložením jediného kódujícího segmentu během transkripce. Nedostatek této molekuly narušuje normální ciliární působení na fotoreceptory.

V současné době neexistuje žádná léčba. Podpůrná péče zahrnuje používání lup a Braillova písma a také domácí úpravy k vytvoření bezpečného prostředí pro lidi se zrakovým postižením.

Na úrovni tkáně dochází k dezorganizaci tyčinek a čípků ve vnějších segmentech sítnice kvůli nedostatku senzorických řasinek v tomto stavu. Tyčinky ve střední periferní sítnici odumírají, zatímco čípky jsou zachovány v makule, centrálním bodě sítnice.

Charakteristickým rysem těchto pacientů je nesoulad mezi strukturou sítnice a funkcí. Proximální složky zrakové dráhy zůstávají nedotčeny, což naznačuje, že fotoreceptory v těchto očích mohou být použity k obnovení vidění. Mezi různé studované přístupy patří použití oligonukleotidů k zabránění exprese vloženého exonu nebo dodání miniaturní verze genu CEP290 do buňky.

Nejnovější technologie zahrnuje použití úpravy genů pomocí injekce nazvané EDIT-101. Je založen na použití systému sdružených pravidelně interspaced short palindromic repeats (CRISPR) v kombinaci s proteinem CRISPR-associated protein 9 (Cas9) k eliminaci patogenní varianty IVS26. Cílem této studie bylo studovat bezpečnost a účinnost této terapie.

Vědci se rozhodli provést otevřenou studii, ve které byli účastníkům podávány jednotlivé dávky léku ve vzestupném pořadí. Tato studie fáze 1-2 měla za cíl posoudit bezpečnost léku, přičemž byly hodnoceny i sekundární výsledky účinnosti.

Studované bezpečnostní koncové body zahrnovaly nežádoucí účinky a nepřijatelnou toxicitu, které bránily použití požadované dávky. Výkon byl měřen různými způsoby, včetně korigované zrakové ostrosti, citlivosti sítnice, hodnocení kvality života související se zrakem a testování mobility zrakové navigace.

Gen EDIT-101 byl zaveden dvanácti dospělým a dvěma dětem. Dospělí byli ve věku od 17 do 63 let, dětem bylo devět a čtrnáct let. Všichni měli alespoň jednu kopii varianty IV26.

Dávky se pohybovaly od 6x10^11 vektorových genomů na ml do 3x10^12 vektorových genomů na ml. Dva, pět a pět dospělých dostalo nízké, střední a vysoké dávky. Děti dostávaly průměrnou dávku.

Všechny injekce byly podány do oka s nejhorším výkonem, do zkoumaného oka.

Co studie ukázala? Většina účastníků měla závažnou ztrátu zrakové ostrosti pod 1,6 logMAR. Zraková ostrost mohla být testována pouze pomocí Berkeleyho základního testu zraku. Spektrální citlivost se zvýšila nejméně o 3 logaritmy a funkce tyče byla u všech účastníků nedetekovatelná.

Tloušťka vrstvy fotoreceptorů však byla u většiny pacientů v rámci normálních limitů, jak se očekávalo.

Většina vedlejších účinků byla mírná, asi pětina byla středně závažná a pouze asi 40 % souviselo s léčbou. Nevyskytly se žádné závažné nežádoucí účinky související s léčbou a žádná toxicita omezující dávku. Struktura sítnice nevykazovala žádné nežádoucí změny, což dokazuje přijatelnou bezpečnost léku.

Pokud jde o účinnost, předběžná studie prokázala u šesti pacientů významné zlepšení vidění čípků od výchozích hodnot. Pět z nich 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 vidění) bylo pozorováno u devíti pacientů, téměř u dvou ze tří v celé skupině. Téměř 80 % mělo zlepšení alespoň v jednom měření výkonu a šest mělo zlepšení ve dvou nebo více měřeních.

Čtyři prokázaly zvýšení nejlépe korigované zrakové ostrosti o 0,3 logMAR, čímž splnily kritéria pro klinicky významné zlepšení. Tři z nich hlásily zlepšení pouhé tři měsíce po injekci. Průměrná změna tohoto parametru v celé skupině byla -0,21 logMAR.

U téměř poloviny skupiny (6/14) vykázala citlivost čípku na světlo o různých frekvencích, červené, bílé a modré, vizuálně významné zvýšení v testovacím oku ve srovnání s kontrolním okem, některé již po třech měsících. Všichni dostávali střední a vysoké dávky. U dvou dosáhlo zlepšení >1 logMAR, maximum možného pouze pro čípky.

Cípem vyvolaná citlivost byla nejvyšší u pacientů nejzávažněji postižených na začátku studie. Téměř všichni pacienti se zlepšenou funkcí konusu také vykázali zlepšení v jednom nebo více dalších opatřeních.

Čtyři účastníci prokázali vizuálně významné zlepšení ve své schopnosti navigovat po složitějších stezkách ve srovnání se základní linií, přičemž jeden z nich toto zlepšení vykazoval po dobu nejméně dvou let.

Šest účastníků zaznamenalo klinicky významné zvýšení skóre kvality života související s viděním.

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

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

Oblasti, které si zaslouží další zkoumání, zahrnují zjištění, že zlepšená funkce čípku po terapii se nerovná zlepšení zrakové ostrosti, což je klinicky relevantní měřítko. Za druhé, dřívější zásah může přinést lepší výsledky. Konečně, pokud jsou cíleny obě kopie genu, terapeutický přínos může být větší.