Икота в прогрессе генной терапии?

Икота в прогрессе генной терапии?
                Кредит: NHGRI

Зебрафиш, круглые черви, плодовые мушки, мыши, крысы, кролики, собаки, кошки, свиньи и обезьяны являются ступеньками к клиническим испытаниям для оценки новых методов лечения людей. Ценность исследований на животных продолжается, даже после того, как новое лекарство показывает обещание или одобрено.
                                                                                       

Недавнее исследование генной терапии, проводимое на обезьянах и свиньях, подобное тому, которое уже дало впечатляющие результаты у детей, может предупредить о возможных опасностях возрастающих доз — или нет.

Результаты, опубликованные в Human Gene Therapy, пришли через несколько недель после первого одобрения FDA генной терапии для Luxturna. Лечит форму наследственной слепоты.

Генная терапия еще долго ожидалась. Первое клиническое исследование было проведено в 1990 году. Поле затормозилось в 1999 году, после смерти 18-летнего Джесси Гелсингера через четыре дня после лечения от нарушения цикла мочевины.

Во главе этого душераздирающего клинического испытания в 1999 году был Джеймс Уилсон, доктор медицинских наук, директор программы генной терапии в Университете Пенсильвании и научный основатель REGENXBIO, одной из нескольких компаний, разрабатывающих адено-ассоциированный вирус (AAV) вирусные векторы для генной терапии — совсем другой вирус, чем тот, который убил Джесси. Он также является основным автором недавнего доклада об острой токсичности для печени у обезьян, получавших генную терапию по поводу спинальной мышечной атрофии (SMA), подобной подходу, уже использовавшемуся у девяти детей.

Когда Джим Уилсон бьет тревогу, люди слушают. Но что это значит для генной терапии?

Вирусные векторы различны

Спроектированные вирусы доставляют рабочие копии генов в клетки, где они могут оказывать влияние. Вирусы естественным образом являются домом для определенных типов клеток (делящихся или нет) в определенных типах тканей или органов (кровь, печень, нервы, мышцы).

Даже в вирусных типах, таких как AAV, есть варианты в вариантах, например, одна и та же модель iPhone от дюжины людей, но у каждого из которых свой набор приложений. AAV не вставляет свой груз в хромосомы человека. Доставленный вирусом «трансген» остается в крошечных кругах вне хромосом и теряется при делении клеток. (Зрелые мышцы и нервные клетки этого не делают).

Вирусные векторы различаются по генам исцеления, которые они несут, а также по окружающим последовательностям контрольной ДНК и по тому, является ли генетический материал одноцепочечным или дублируется обратно сам по себе. Типы «капсидных» белков, образующих вирусную внешнюю оболочку, такие как стекла теплицы, формируют вирусную поверхность для иммунной системы.

Хронология токсичности

В отличие от лечения слепоты, для борьбы с такими состояниями, как SMA или мышечная дистрофия Дюшенна (DMD), требуется системная доставка вирусных векторов — в двигательные нейроны для SMA и в скелетные мышцы для DMD. Это означает, что более высокие дозы.

Я ждал несколько недель, чтобы написать об исследовании обезьян, чтобы разобраться в хронологии, которая частично совпадает и немного сбивает с толку.

В ноябре 2017 года FDA частично приостановило клиническое испытание генной терапии для лечения МДД в ​​Solid Biosciences LLC, задав вопрос, все ли вирусы для лечения пациента с высокой дозой могут поступать из одной партии. Эта информация появилась в пресс-релизе 25 января. Это было примерно через неделю после того, как доктор Уилсон подал в отставку из научного консультативного совета Solid, сославшись на «возникающую обеспокоенность по поводу возможных рисков высокой системной дозировки AAV», согласно заявлению SEC.

Испытание генной терапии Солида в Университете Флориды называется IGNITE DMD. (Несколько испытаний с разными спонсорами ведутся). Обработка IGNITE, SGT-001, обеспечивает укороченную версию гена, «микродистрофин», в AAV9. В записи ClinicalTrials.gov перечислены три группы дозировки, но не указаны точные цифры.

Ген дистрофина, который отсутствует или укорочен у мальчиков с МДД, является одной из крайностей: он гигантский, но процент мышечных белков ничтожен, он сильно влияет. Без дистрофина, комплексы гликопротеинов, которые позволяют клеткам скелетных мышц противостоять сокращению силы сокращения. Мальчик быстро теряет способность двигаться.

30 января отступление д-ра Уилсона от доски «Солид» имело смысл благодаря публикации в Интернете статьи «i> Human Gene Therapy«. Я скоро вернусь к этому.

14 февраля первый участник IGNite, подросток, получил 50 триллионов вирусных геномов на килограмм веса своего тела. Через несколько дней он был госпитализирован, после лабораторных анализов выявлено снижение уровня тромбоцитов и эритроцитов, а также врожденный иммунный ответ (активация комплемента). Но его сгущение и печень были в порядке, и он «хорошо отреагировал на лечение», согласно пресс-релизу компании.

Тем не менее 14 марта FDA поместило IGNITE DMD в полную клиническую практику из-за «подозреваемой неожиданной серьезной побочной реакции», о которой сообщила Солид.

Тем временем, возвращаясь в бизнес-сектор, Bloomberg News странным образом сообщал, что по состоянию на февраль 2018 года доктор Уилсон больше не являлся соучредителем REGENXBIO или Специальным советником, которым он стал 7 апреля 2017 года, после того, как он стал главным научным консультантом в сентябре 2014 года. Представитель компании сказал мне, что REGENXBIO не использует вектор (AAVhu68), который вызывал отвращение у обезьяны.

Обезьяны и поросята бьют тревогу

р. Команда Уилсона ввела AAVhu68 (которую они изолировали от человека), загруженную копиями человеческого гена SMN1, который лежит за спиной мышечной атрофии, 3-м макакам-резусам и 3 мини-поросятам. Животные получали 200 триллионов вирусных частиц на килограмм веса тела — такую ​​же высокую дозу дали 9 из 12 детей в клиническом исследовании SMA.

У всех животных нижние моторные нейроны легко поглощают вирусы. Это хорошо. Но одна обезьяна сильно заболела на 4 день.

Животное было вялым, его масса тела увеличилась на 15%, а печень вздымалась. Обезьяна быстро впала в шок с затрудненным дыханием и расширением зрачков. При вскрытии 95% печени дегенерировало, при этом небольшое строение оставалось забитым сгустками. Уровень ферментов печени был через крышу, повсюду крошечные сгустки, а всплеск цитокинов указывал на воспаление. Даже жир был окрашен кровью, и пострадало множество органов — селезенка, тимус, лимфатические узлы, органы пищеварения, сердце и легкие, но центральная нервная система и почки пощадили. Две другие обезьяны не заболели, но имели повышенные ферменты печени. Тем не менее, человеческий ген превратил его в целевые нейроны.

В клетках печени было в 1000 раз больше вирусных векторов, чем в нейронах, но это не удивительно. Кровеносные сосуды в печени пронизаны большими отверстиями, что позволяет вирусам легко рассеиваться внутри губчатой ​​массы органа. Проблема: доставка достаточного количества вирусов, чтобы достичь нервов или мышц, поражает печень, например, положить тонну семян травы, чтобы вырастить газон.

Для доктора Уилсона сценарий быстрого вирусного нападения на печень у пациента генной терапии, должно быть, вызвал воспоминания о Джесси Гелсингере.

У трех маленьких свиней была другая проблема — они пошатывались, теряя проприоцепцию, ощущение того, что тело находится в пространстве. Их печень была в порядке; подобно обезьянам, вирусы с большей готовностью проникают в клетки печени, чем нейроны, но недостаточно, чтобы нанести им вред. Однако жировые оболочки на периферических нейронах были изношены.

Хотя полдюжины животных не являются огромной выборкой, исследование потенциально вызывало тревогу по двум причинам: индивидуальность варьируется в зависимости от вирусного вектора, и небольшое увеличение числа доставляемых вирусов может привести к быстрой и, возможно, жизни угрожающая реакция.

<б> Перспективный

В одном новостном сообщении отмечены результаты как «ядовитая катастрофа», но Теренс Флотте и Хильдегард Бунинг написали редакционную статью, сопровождающую отчет в Human Gene Therapy, в которой рассматриваются перспективные воспалительные результаты. Они отметили ряд ограничений исследования:

  • Только шесть животных, которым дали одинаковую дозу.
  • Токсичность могла быть вызвана загрязнителями.
  • Вектор не был идентичен тому, который использовался в SMA клиническое испытание.
  • Обезьяны и свиньи получали человеческий SMN1, а не их собственные версии.
  • Невозможно определить, является ли токсичность для печени (обезьяны) или повреждение нейронов (свиньи). было связано с высокой вирусной дозой или доставленным геном.

В другом исследовании, опубликованном в Molecular Therapy, сообщается о повреждении печени в результате переноса другого вектора, капсида и гена на основе AAV9, поэтому ответ может быть распространен за порогом вирусной дозы. И это важно знать, так как испытания пробуют более высокие дозы в поисках более быстрого или более сильного эффекта.

Д-ра. Флотт и Бунинг отмечают, что высокие дозы требуются только для определенных тканей: они преодолевают гематоэнцефалический барьер, чтобы достичь нейронов, и поражают достаточное количество мышечных клеток для улучшения подвижности. Все же более высокие дозы любого препарата могут быть опасными. Даже слишком много ацетаминофена может повредить печень.

Воздействие на печень обезьяны было слишком быстрым, чтобы вызвать иммунный ответ. Напротив, повышенные ферменты печени, наблюдаемые среди четырех из дюжины маленьких детей в испытании генной терапии SMA, вероятно, были вызваны тем, что Т-клетки реагировали на капсид и были растворены стероидами.

Не игнорируйте выводы, но не переусердствуйте, осторожно, доктор. Флотта и Бунинг. Результаты, полученные обезьянами и поросятами, могут вдохновить на перепроектирование испытаний: пробовать разные дозы, изменять приготовление вектора для минимизации количества пустых капсидов, изменять временные точки, конструировать гены, сравнивать одноцепочечный AAV с «самодостаточными» двухцепочечными препаратами, находить новые биомаркеры, использующие иммунодепрессант рапамицин для регулирования поглощения AAV в печени и расширяющие исследования в естественной истории, которые обеспечивают фон того, как заболевание прогрессирует.

Взгляд вперед

В редакционной статье Human Gene Therapy говорится: «Единственным руководящим принципом в критические моменты, такие как этот, должно быть благополучие пациентов с заболеваниями, которые лечатся с помощью этих методов лечения».

Я согласен. Остановка испытаний может означать, что детям с СМА придется дольше ждать генной терапии, которая изменила жизнь трехлетней Эвелин Вильярреал. В 8 недель ей сделали генную терапию, и теперь она может бегать и разговаривать. Ее старшая сестра умерла от болезни в 15 месяцев.

Я надеюсь, что очевидный сбой от самых высоких доз одного подтипа AAV — всего лишь краткий сбой в импульсе, который продвигает генную терапию вперед, так как слепые дети стали способны видеть, а дети с SMA начали ходить.

Три мальчика, получавшие в сентябре 2017 года 100 триллионов векторов AAV8 на килограмм веса для миотубулярной миопатии с Х-хромосомой (MTM), к началу января продемонстрировали улучшение дыхания и подвижности, и, подобно детям SMA, могут поднять голову, перевернуться и сидеть. Клинические испытания MTM последовали за исследованиями на молодых обезьянах и новаторскими усилиями Элисон и Пола Фрэйза, которые потеряли маленького сына из-за болезни и разработали естественную модель собаки. (Я расскажу их историю в другой раз.)

Мои мысли? Повреждение печени у одной обезьяны, зараженной вирусами, является простой ошибкой на многообещающей траектории развития генной терапии. Но отчет очень важен. Это нормально для биомедицинских исследований, когда клинические испытания продолжаются, даже когда продолжаются эксперименты на животных, не являющихся людьми, с периодическим возвратом назад, чтобы оптимизировать путь вперед.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *