Molekulární nůžky v akci: nový přístup k léčbě srpkovité anémie na obzoru

Srpkovitá anémie

Srpkovitá anémie je způsobena změnou v sekvenci DNA genu kódujícího beta-globin. V důsledku mutace dochází k defektu struktury a funkce hemoglobinu (HbS), snížení schopnosti erytrocytů účinně transportovat kyslík a k chronickému cévnímu onemocnění, což vede k postupnému poškození orgánů a předčasnému úmrtí.

Průběh studie

Objev CRISPR-Cas9 byl publikován v roce 2012 a o 8 let později oceněn Nobelovou cenou za chemii. První klinické studie léčiv využívajících tuto technologii se přitom objevily již v roce 2017.

V srpnu 2023 pak byly publikovány výsledky léčby prvních 3 dospělých pacientů s těžkou formou srpkovité anémie v rámci klinické studie fáze I/II, v níž se testovala bezpečnost genové terapie přípravkem OTQ923 vycházejícím právě z uvedené technologie.

V rámci studie vědci pacientům odebrali hematopoetické kmenové buňky a ex vivo je modifikovali tak, aby začaly znovu exprimovat geny HBG1 a HBG2. Tyto geny kódují gamma-globin, složku fetálního hemoglobinu (HbF), který do určité míry dokáže nahradit abnormální Hb a chránit tak před komplikacemi srpkovité anémie.

Modifikace genomu buněk spočívala v tom, že pomocí CRISPR-Cas9 vědci vystřihli část promotoru genů HBG1/2, kam se vážou transkripční represory. Tyto proteiny mají významnou ontogenetickou úlohu – potlačují expresi genů HBG1/2 po narození, kdy je potřeba utlumit tvorbu HbF a začít s produkcí Hb dospělého typu.

Modifikované hematopoetické kmenové buňky, jež znovu získaly schopnost produkce HbF (tedy přípravek OTQ923), pak lékaři podali zpět pacientům, u nichž mezitím byla provedena příprava ablací kostní dřeně. Podání proběhlo jako jednorázová i.v. infuze.

Výsledky

Zatím byl ve studii přípravek OTQ923 podán 3 pacientům ze 16 zařazených. Ti byli sledováni po dobu 6–18 měsíců. Na konci sledovaného období byla u všech účastníků potvrzena stabilní indukce HbF, který tvořil 19,0–26,8 % celkového Hb. Erytrocyty s obsahem HbF tvořily 69,7–87,8 % všech červených krvinek. Nadále však docházelo k produkci HbS, o čemž svědčí mírná hemolýza přítomná u všech 3 pacientů. I tento symptom se ale zmírnil – došlo k poklesu laktátdehydrogenázy i sérového bilirubinu.

Ačkoli všichni účastníci prodělali po aplikace OTQ923 epizodu venookluzivní krize, frekvence jejího výskytu se oproti době před podáním terapie snížila. Srdeční, plicní a renální funkce byly u pacientů v době 12 měsíců po infuzi stabilní nebo se i mírně zlepšily. Kromě symptomů spojených se srpkovitou anémií (např. priapismus, bolest končetin) nebyly pozorovány žádné nežádoucí příhody související s podáním OTQ923.

Závěry

Vystřižení části promotorů genů HBG1/2 pomocí CRISPR-Cas9 se potvrdilo jako účinná strategie pro indukci HbF. Infuze autologního OTQ923 3 účastníkům studie s těžkou srpkovitou anémií vedla pravděpodobně i ke klinickému zlepšení stavu, respektive snížení intenzity onemocnění. Účinnost této metody však musejí zhodnotit další klinické studie.

Na rozdíl od přístupů genové terapie založených na virových vektorech, jež zavádějí transgen a zůstávají v buňce, editace genomu kmenových buněk pomocí CRISPR-Cas9 vede k přesným změnám v DNA a nezanechává v organismu cizorodý materiál.

(jb, jam)

Zdroje:
1. Bhoopalan S. V., Yen J. S., Levine R. M., Sharma A. Editing human hematopoietic stem cells: advances and challenges. Cytotherapy 2023 Mar; 25 (3): 261–269, doi: 10.1016/j.jcyt.2022.08.003.
2. Sharma A., Boelens J. J., Cancio M. et al. CRISPR-Cas9 editing of the HBG1 and HBG2 promoters to treat sickle cell disease. N Engl J Med 2023 Aug 31; 389 (9): 820–832, doi: 10.1056/NEJMoa2215643.