Retina AMD Polska

Terapia genetyczna barwnikowego zwyrodnienia siatkówki związanego z występowaniem chromosomu X u psów

Canine Study Puts Gene Therapy for X-linked Retinitis Pigmentosa in Sight

Zespół naukowców Narodowego Instytutu Badań Oka (NEI) wykorzystał terapię genetyczną w leczeniu barwnikowego zwyrodnienia siatkówki związanego z chromosomem X (XLRP) u psów. Jest to dziedziczna choroba oczu, która niszczy światłoczułe komórki w siatkówce zwane fotoreceptorami i powoduje stopniową utratę wzroku, mogącą doprowadzić do ślepoty. Badanie dostarcza silnych dowodów na to, że podobne podejście może być skuteczne u ludzi.

„To są bardzo obiecujące wyniki, które po raz pierwszy dowodzą na dużym modelu barwnikowego zwyrodnienia siatkówki u zwierząt, że terapia genetyczna może być wykorzystana zarówno do zapobiegania zwyrodnieniu siatkówki jak i do ochrony komórek fotoreceptorów po wystąpieniu objawów choroby”, powiedział William Beltran, DVM , Ph.D., profesor okulistyki w Studium Weterynarii na Uniwersytecie w Pensylwanii,i główny autor raportu badawczego, który ukazał się 7 lutego 2012, w National Academy of Sciences.

Terapia genetyczna RPGR chroni grubość siatkówki.

Przekroje siatkówki uzyskane z wielu skanów OCT. Kolorami zaznaczono różne grubości siatkówki.

  1. Linia przerywana otacza obszar wstrzykiwań leczniczych.
  2. Skan OCT strefy przejściowej (leczonej i nie) siatkówki (czarna strzałka w A).
  3. Mapa grubości siatkówki.

Najczęstsza forma XLRP jest spowodowana mutacją w genie RPGR znajdującym się na chromosomie X. Gen obsługuje korbowód i stożki fotoreceptorów. Komórki te konwertują światło na sygnały nerwowe, które mózg postrzega jako obrazy. Fotoreceptory znajdują się w tylnej tkance oka zwanej siatkówką. Jeśli RPGR nie funkcjonuje prawidłowo, fotoreceptory i inne komórki siatkówki powoli degenerują się. Powoduje to jednoczesne pogarszanie widzenia.

XLRP, jak wszystkie cechy związane z X, występują prawie wyłącznie u mężczyzn. Szacuje się, że jeden na 30.000 chłopców rodzi się z XLRP. U większości z nich około 10 roku życia wzrok się pogarsza. W wieku 45 lat większość mężczyzn z XLRP jest niewidoma. U psów chorobę tę nazywa się związanym z X progresywnym zanikiem siatkówki (XLPRA). Jest ona następstwem mutacji genów RPGR.

Aby wprowadzić normalny gen RPGR do wnętrza fotoreceptorów wstrzyknięto do jednego oka u psa cząsteczki adenowirusa AAV, z których każda zawierała normalną kopię ludzkiego genu RPGR. Roztwór zawierający wektor AAV wstrzykiwano do przestrzeni pomiędzy warstwą komórek fotoreceptorów i sąsiednią warstwą nabłonka barwnikowego siatkówki. AAV jest idealnym wektorem do terapii genetycznej, ponieważ infekuje komórki, ale nie powoduje choroby. Drugie oko służyło do kontroli, a wstrzyknięty do niego roztwór nie zawierał wektora AAV.

Po wprowadzeniu genu RPGR fotoreceptory zaczynają wytwarzać normalne białko RPGR, zapobiegając degeneracji leczonych obszarów siatkówki. Stan zdrowia fotoreceptorów oceniano przez pomiar grubości siatkówki za pomocą optycznej tomografii koherentnej (OCT). Jest to metoda podobna do USG, które może tworzyć obrazy o wysokiej rozdzielczości z podpowierzchniowych tkanek, lub w tym przypadku, z tyłu oka. W przeciwieństwie do USG OCT wykorzystuje fale świetlne zamiast fal dźwiękowych. W obszarach leczonych zachowana została niemal normalna grubość siatkówki podczas gdy nieleczone obszary siatkówki stały się cieńsze (patrz skan).

Zabarwienie tkanki siatkówki wykazało, że terapia genetyczna RPGR chroni nie tylko fotoreceptory ale i inne typy komórek siatkówki przy zachowaniu normalnej morfologii siatkówki. Choroby XLRP, XLPRA i inne, które wpływają na fotoreceptory, wykazują uboczne działanie na wewnętrzne komórki siatkówki, takie jak komórki dwubiegunowe, które są niezbędne do przekazania sygnału świetlnego do mózgu.

„Przetrwanie komórek fotoreceptorów znacznie poprawia połączenia między fotoreceptorami i wewnętrznymi komórkami siatkówki, co sugeruje, że przeniesienie obrazu z siatkówki do mózgu ulegnie poprawie”, powiedział Gustavo Aguirre, VMD, Ph.D., profesor Genetyki Medycznej i Okulistyki z Wydziału Weterynarii Uniwersytetu Pensylwanii i współautor raportu.

Elektroretinografia – test, który mierzy elektryczną aktywność komórek siatkówki – wykazywała silniejsze sygnały w oczach poddanych leczeniu.

Naukowcy udowodnili również, że terapia genetyczna RPGR może zatrzymać XLPRA. Otwiera to szerokie możliwości dla leczenia ludzi, ponieważ sugeruje, że terapia jest też możliwa po wystąpieniu objawów choroby.

Skuteczność tej techniki u psów jest obietnicą, że zadziała u ludzi. Kilku autorów raportu brało udział w przedklinicznych badaniach psów, które doprowadziły do rozwoju ludzkiej terapii genetycznej w innym rodzaju dziedzicznego zwyrodnienia siatkówki zwanym wrodzonym amaurosis Lebera (LCA). Kolejny przełom badań klinicznych LCA, który rozpoczął się w 2007 r., dowiódł, że terapia genetyczna jest bezpieczna i skuteczna w przywracaniu ostrości wzroku oraz przygotowuje grunt dla przyszłych terapii genetycznych w chorobach oczu.

Przed wprowadzeniem terapii genetycznej w przebiegu XLRP do badań klinicznych trzeba jeszcze wyjaśnić wiele wątpliwości.

Po pierwsze, trzeba określić okres w przebiegu choroby, gdy leczenie jest najbardziej skuteczne. Ustalenie, kiedy w trakcie zwyrodnienia siatkówki efekt terapeutyczny jest jeszcze możliwy do uzyskania, będzie istotne przy wyborze pacjentów do badań klinicznych. Więcej prac przedklinicznych pomoże zidentyfikować krytyczne obszary leczenia i skorelować je z grubością siatkówki lub innymi biomarkerami, które można mierzyć u ludzi nieinwazyjnie.

Po drugie, naukowcy muszą upewnić się, że poziom ekspresji transgenicznej przy terapii genetycznej jest w przybliżeniu taki, jak normalny poziom aktywności genów RPGR. O działaniu RPGR stosunkowo niewiele wiadomo w porównaniu z genem LCA. Teraz naukowcy zbadali wektory RPGR z dwoma różnymi promotorami genów. Promotory genów to sekwencje DNA na początku sekwencji genu, które kontrolują jego działanie. Jeden z nich spowodował znacznie większą aktywność niż pozostałe.
Stężenie wektorów AAV jest kolejnym czynnikiem, który wpływa na aktywność genów. Większa ilość wektorów prowadzi do wzmożonej działalności genu. Kolejne badania określą idealne proporcje promotora i ilości wektorów AAV, które mogą przywrócić wzrok, nie powodując niezamierzonych skutków ubocznych z powodu nadczynności RPGR.

I po trzecie, naukowcy muszą zagwarantować, że leczenie ma trwałe skutki i jest bezpieczne. U pacjentów biorących udział w testach terapii genetycznej LCA poprawa widzenia była trwała i wystąpiło bardzo niewiele działań niepożądanych. Beltran jest ostrożnym optymistą, że tak samo będzie z terapia genetyczną XLRP. „Można ekstrapolować dotychczasowe wnioski z testów terapii genetycznej LCA, ale każde nowe połączenie wektora wirusowego, promotora i transgenu należy traktować jako nowy lek, a bezpieczeństwo jego stosowania i skuteczność dokładnie ocenić,” powiedział.

W badaniu uczestniczyli naukowcami z Instytutu Badań Oka na Uniwersytecie Scheie Pensylwanii, w tym Samuel Jacobsen i Arthur Cideciyan; naukowcy z University of Florida William Hauswirth i Alfred Lewin oraz dawny pracownik Uniwersytetu Michigan Anand Swaroop, obecnie w National Institutes of Health, Hermant Khanna, obecnie w University of Massachusetts Medical School.

Autor: Dustin C. Haystłumaczyła Anna Wszołek – wolontariuszka

Góra