как учените се опитват да го направят по-безопасно

Генните терапии за сърповидно-клетъчна анемия са показали обещание в клинични проучвания.Кредит: Денис Кункел Микроскопия / SPL

След години на разочарование, изследванията на генната терапия претърпяха ренесанс, с няколко одобрения на лекарства с висок профил и поредица от обещаващи резултати от клинични изпитвания срещу опустошителни генетични заболявания, включително сърповидно-клетъчна болест и някои видове рак на кръвта.

Но докато изследователите се опитват да разработят лечения за нови състояния, те също се опитват да измислят как да се справят с тревожните признаци, че имунните реакции към терапиите могат да попречат на усилията им – и да генерират опасни странични ефекти.

Загрижеността беше популярна тема на годишната среща на Американското дружество по генна и клетъчна терапия (ASGCT) във Вашингтон, окръг Колумбия, проведена от 16 до 19 май, докато водещите обсъждаха ефектите от възпалението върху генната терапия и как да ги смекчат. „Възпалението е нормално, но често не говорим за него“, каза Кристин Кей, хирург от Vitreoretinal Associates в Гейнсвил, Флорида, по време на разговор за генни терапии за очни заболявания. — Радвам се, че започваме.

Безопасността отдавна е основна грижа в изследванията на генната терапия, особено след смъртта на участник в проучването за генна терапия и откриването на ракови заболявания, свързани с генната терапия в началото на века, приключиха клиничните изпитвания и накараха инвеститорите да се отдръпнат от процъфтяващото поле.

Но областта разполага с ресурси през последното десетилетие и няколко генни терапии са одобрени от регулаторите по целия свят за лечение на състояния, включително рак, слепота и метаболитни нарушения. „Ние сме в процес на генна терапия“, каза Франсис Колинс, действащ научен съветник на президента на САЩ Джо Байдън, на срещата на ASGCT. „Но ние все още имаме хиляди болести, към които не се подходи“.

Имунна намеса

Изследователите отдавна са предпазливи относно това как имунните реакции могат да направят генните терапии по-малко ефективни. Лечението често разчита на вирус за пренасяне на ген в клетките, но ако реципиентът вече има антитела срещу този вирус, имунният отговор може да попречи на лечението. В резултат на това участието в клинични проучвания с генна терапия често е ограничено до хора, които все още нямат такива антитела.

В повечето проучвания за генна терапия, генът се носи от един от няколкото адено-асоциирани вируси (AAVs), група от малки вируси, които са били изследвани за използване в областта от близо четири десетилетия. Хиляди хора са получили генна терапия, базирана на AAV, каза на срещата Дениз Сабатино, изследовател по хематология в Детската болница на Филаделфия в Пенсилвания. Някои генни терапии, одобрени от Американската администрация по храните и лекарствата – включително Zolgensma (onasemnogene abeparvovec), лечение на спинална мускулна атрофия, и Luxturna (voretigene neparvovec), която лекува форма на ретинална дистрофия, която може да причини слепота – разчитат на тези вируси.

AAV векторите също се използват в клинични изпитвания на терапии за редактиране на гени, включително тези, базирани на популярната система CRISPR – Cas9. И Националният институт по здравеопазване на САЩ (NIH) стартира програма за изследване на AAV вектори, с надеждата да насърчи тръбопровод за генна терапия, в който разработчиците могат просто да сменят нов терапевтичен ген във вирусния геном за лечение на определено заболяване, без трябва да проведат големи клинични изпитвания, за да установят безопасността. Големите клинични изпитвания са особено трудни, когато става въпрос за лечение на редки генетични заболявания.

Но тъй като изследователите настояват да лекуват повече състояния и да подобрят ефективността на своите терапии, „това се превърна в истинска и настояща грижа в AAV генната терапия“, каза Фрейзър Райт, изследовател на генната терапия и съосновател на Spark Therapeutics във Филаделфия. която разработи Luxturna, на срещата. „С увеличаването на дозирането на AAV при хора, виждаме все по-сериозни нежелани събития.“ Някои от тези събития включват смъртни случаи, добави Фрейзър.

Възпалителен отговор

Основната загриженост беше, че антителата срещу AAV или неговия товар биха попречили на генната терапия да работи или биха изключили възможността за даване на множество дози, каза Райт. Но съвсем наскоро изследователите разбраха, че антителата могат да стимулират производството на възпалителни молекули, да активират пътищата на клетъчната смърт и да задействат развитието на Т-клетки убийци, които могат да се насочат към AAV-съдържащи клетки за унищожаване.

Изследователите на срещата на ASGCT съобщават за усилия за справяне с това възпаление от различни ъгли. Някои търсят алтернативи на AAV и Колинс отбеляза, че програмата на NIH за редактиране на генома на соматични клетки изучава както вирусни, така и невирусни вектори. „Мисля, че много от нас се притесняват да зависят от AAV завинаги и биха искали да имат неща с може би по-малко правдоподобен риск“, каза той.

В Института за биологично вдъхновено инженерство Wyss към Харвардския университет в Бостън, Масачузетс, вирусният имунолог Ин Кай Чан се опитва да създаде по-безопасни вектори на AAV. Рисковете се увеличават, когато изследователите използват по-големи количества AAV, каза той на срещата: “Аз съм голям фен на намаляването на дозата.” Но за да направите това, добави той, може да е необходимо разработването на по-мощни лечения, които използват по-малко вирус.

Някои се опитват да „хуманизират“ генома на AAV, за да направят по-малко вероятно да активира имунните пътища. Например, при хора, когато ДНК база С е последвана директно в геномната последователност от база G, тя често носи химическа група, наречена метил. AAV има по-висок процент CG групи без метил – потенциален червен флаг за имунната система. Райт представи данни, показващи, че увеличаването на метилирането на богатите на CG региони намалява активирането на стимулиращи възпалението молекули, наречени цитокини. Но, добави той, има потенциален компромис: същото метилиране, ако се използва твърде силно, може също да потисне генната експресия, включително тази на терапевтичния ген, пренасян от AAV.

Потиснат имунитет

Други работят върху начини за потискане на вредните имунни реакции. Генните терапии често се прилагат с имуносупресори като стероиди, но има опасения, че такива лечения понякога са неефективни и могат да направят реципиентите уязвими към инфекция. Анастасия Конти, която изучава стволови клетки в Института за генна терапия San Raffaele Telethon в Милано, Италия, съобщи на срещата на ASGCT, че лекарство, наречено анакинра, намалява възпалението, предизвикано от редактиране на ген. Лекарството може също да подобри ефективността на лечението с редактиране на гени, като намали броя на редактираните кръвни стволови клетки, които стават стареещи – което означава, че те са все още живи, но са спрели да се делят.

В Selecta Biosciences в Уотъртаун, Масачузетс, изследователите разработват наночастици, предназначени да бъдат усвоени от имунните клетки и съчетани с лекарство, наречено рапамицин, което понякога се използва за потискане на имунната система след трансплантация на органи. При нечовекоподобни примати екипът установи, че три месечни дози наночастици предотвратяват отговора на антитела към протеиновата обвивка на AAV, каза на срещата главният научен директор Кей Кишимото. И изследователи от Spark са тествали лекарство, което инхибира имунен регулатор, наречен IL-6. Те открили, че лечението понижава нивото на антитела срещу AAV черупки при нечовекоподобни примати. При мишките намалява имунните реакции достатъчно, за да позволи на животните да получат множество кръгове генна терапия.

В крайна сметка вероятно ще е необходим “инструментариум от стратегии” за справяне с проблема с възпалението, каза Чан. И тъй като обхватът на генните терапии продължава да се разширява, изследователите трябва да разработят инструменти за наблюдение на потенциално опасно възпаление в труднодостъпни части на тялото, като мозъка, добави той. Много изследвания върху възпалението са проведени в окото, където изследователите могат сравнително лесно да визуализират промени, които настъпват дори месеци след терапията. “Как наистина ще разберем какво се случва в централната нервна система или в ухото?” — попита Чан. — Бихме могли да се самозалъгваме дълго време.