CRISPR genbewerking belooft veel goeds voor de behandeling van een zeldzame vorm van blindheid

Netvliesdegeneratie kan erfelijk of verworven zijn. In het eerste geval is het een ongeneeslijke en progressieve ziekte. Een recente studie, gepubliceerd in het New England Journal of Medicine, onderzocht de mogelijke toepassing van genbewerking om een aangeboren netvliesdegeneratie genaamd CEP290 te corrigeren, die vroegtijdig verlies van gezichtsvermogen veroorzaakt.

Erfelijke netvliesdegeneraties worden veroorzaakt door pathogene mutaties in een van de meer dan 280 genen. Deze mutaties zorgen ervoor dat de fotoreceptoren (lichtgevoelige staafjes en kegeltjes) in het netvlies niet goed functioneren en afsterven, wat leidt tot gezichtsverlies bij de getroffen personen. Deze aandoeningen zijn wereldwijd een belangrijke oorzaak van blindheid.

Bij CEP290-geassocieerde netvliesdegeneratie of Leber-amaurosis veroorzaakt het gemuteerde centrosoomeiwit 290 (CEP290) gedeeltelijke of volledige blindheid binnen de eerste tien levensjaren. Het is daarmee de belangrijkste oorzaak van genetische blindheid bij kinderen veroorzaakt door netvliesschade.

Eén genetische variant, genaamd p.Cys998X, is verantwoordelijk voor meer dan driekwart van de gevallen van de aandoening, alleen al in de VS. De normale werking van CEP290 wordt geblokkeerd door de insertie van één enkel coderend segment tijdens de transcriptie. Een tekort aan dit molecuul verstoort de normale werking van de ciliaire cellen op fotoreceptoren.

Er is momenteel geen genezing mogelijk. Ondersteunende zorg omvat het gebruik van vergrootglazen en braille, evenals aanpassingen in de woning om een veilige omgeving te creëren voor mensen met een visuele beperking.

Op weefselniveau raken staafjes en kegeltjes in de buitenste segmenten van het netvlies gedesorganiseerd door de afwezigheid van sensorische trilhaartjes in deze toestand. Staafjes in het mid-perifere netvlies sterven af, terwijl kegeltjes in de macula, het centrale punt van het netvlies, blijven bestaan.

Een kenmerkend kenmerk van deze patiënten is een gebrek aan samenhang tussen de structuur en functie van het netvlies. Proximale componenten van de visuele route blijven intact, wat suggereert dat de fotoreceptoren in deze ogen mogelijk worden gebruikt om het zicht te herstellen. Verschillende benaderingen die worden onderzocht, zijn onder andere het gebruik van oligonucleotiden om de expressie van het ingevoegde exon te voorkomen of het inbrengen van een miniatuurversie van het CEP290-gen in de cel.

De nieuwste technologie maakt gebruik van genbewerking met injectie van EDIT-101. Deze technologie is gebaseerd op het gebruik van het clustered regular interspaced short palindromic repeats (CRISPR)-systeem in combinatie met het CRISPR-associated protein 9 (Cas9)-eiwit om de pathogene variant IVS26 te elimineren. Deze studie was gericht op het bestuderen van de veiligheid en effectiviteit van deze therapie.

De onderzoekers besloten een open-labelstudie uit te voeren waarbij deelnemers in oplopende volgorde enkele doses van het geneesmiddel kregen. Deze fase 1-2-studie was bedoeld om de veiligheid van het geneesmiddel te beoordelen, terwijl ook de secundaire werkzaamheidsresultaten werden beoordeeld.

Veiligheidseindpunten omvatten bijwerkingen en onaanvaardbare toxiciteit die het gebruik van de gewenste dosis verhinderden. De werkzaamheid werd op verschillende manieren gemeten, waaronder gecorrigeerde gezichtsscherpte, netvliesgevoeligheid, beoordeling van de kwaliteit van leven gerelateerd aan het gezichtsvermogen en mobiliteitstesten voor visuele navigatie.

Het EDIT-101-gen werd geïnjecteerd bij twaalf volwassenen en twee kinderen. De volwassenen varieerden in leeftijd van 17 tot 63 jaar, terwijl de kinderen respectievelijk negen en veertien jaar oud waren. Allen hadden minstens één kopie van de IV26-variant.

De doses varieerden van 6×10^11 vectorgenomen/ml tot 3×10^12 vectorgenomen/ml. Twee, vijf en vijf volwassenen kregen respectievelijk een lage, gemiddelde en hoge dosis. Kinderen kregen de gemiddelde dosis.

Alle injecties werden toegediend in het oog dat het slechtst presteerde: het onderzoeksoog.

Wat toonde het onderzoek aan? De meeste deelnemers hadden een ernstig verlies van gezichtsscherpte onder de 1,6 logMAR. De gezichtsscherpte kon alleen worden getest met de Berkeley Vestigial Vision Test. De spectrale gevoeligheid nam met minstens 3 log-eenheden toe en de staafjesfunctie was bij alle deelnemers niet waarneembaar.

De dikte van de fotoreceptorlaag bleef echter bij de meeste patiënten binnen de normale grenzen, zoals verwacht.

De meeste bijwerkingen waren mild, ongeveer een vijfde was matig en slechts ongeveer 40% was gerelateerd aan de behandeling. Er waren geen ernstige bijwerkingen gerelateerd aan de behandeling en geen dosisbeperkende toxiciteit. De structuur van het netvlies vertoonde geen nadelige veranderingen, wat aantoont dat het geneesmiddel veilig is.

Wat de effectiviteit betreft, toonde een voorlopige studie significante verbeteringen in kegelzicht ten opzichte van de uitgangswaarde bij zes patiënten. Vijf van hen vertoonden verbetering op ten minste één ander gebied.

Verbetering in ten minste één van de volgende domeinen (best gecorrigeerde gezichtsscherpte, gevoeligheid voor rood licht of zichtgerelateerde mobiliteit) werd waargenomen bij negen patiënten, oftewel bijna twee van de drie in de gehele groep. Bijna 80% had verbeteringen in ten minste één prestatiemaatstaf en zes hadden verbeteringen in twee of meer maten.

Vier van hen vertoonden een toename van 0,3 logMAR in de best gecorrigeerde gezichtsscherpte, wat voldeed aan de criteria voor een klinisch significante verbetering. Drie van hen rapporteerden al drie maanden na de injectie verbetering. De gemiddelde verandering in deze parameter voor de gehele groep was -0,21 logMAR.

Bij bijna de helft van de groep (6/14) vertoonde de kegelgevoeligheid voor licht op verschillende frequenties, rood, wit en blauw, een visueel significante toename in het onderzoeksoog vergeleken met het controleoog, sommige al na drie maanden. Alle deelnemers kregen een gemiddelde en hoge dosis. Twee deelnemers lieten een verbetering zien van >1 logMAR, de maximaal mogelijke verbetering voor kegeltjes alleen.

De kegelgemedieerde gevoeligheid was het grootst bij patiënten met de ernstigste beperkingen bij aanvang van het onderzoek. Bijna alle patiënten met een verbeterde kegelfunctie vertoonden ook verbetering in een of meer andere parameters.

Bij vier deelnemers was er sprake van een visueel significante verbetering in hun vermogen om complexere paden te bewandelen vergeleken met de uitgangssituatie. Bij één van hen bleef deze verbetering minstens twee jaar aanhouden.

Zes deelnemers ervoeren klinisch significante verbeteringen in hun scores voor kwaliteit van leven gerelateerd aan het gezichtsvermogen.

"Deze resultaten bevestigen de aanwezigheid van productieve in vivo genbewerking door EDIT-101, therapeutische niveaus van CEP290-eiwitexpressie en verbeterde kegelfotoreceptorfunctie."

Deze kleinschalige studie toonde een hoog veiligheidsprofiel en een verbeterde fotoreceptorfunctie aan na toediening van EDIT-101 aan deelnemers. Deze resultaten "ondersteunen verdere in-vivo-studies naar CRISPR-Cas9-genbewerking voor de behandeling van erfelijke netvliesdegeneraties veroorzaakt door de IVS26 CEP290-variant en andere genetische oorzaken."

Gebieden die verder onderzoek verdienen, zijn onder andere de bevinding dat een verbeterde kegelfunctie na therapie niet gelijk staat aan een verbeterde gezichtsscherpte, wat een klinisch relevante maatstaf is. Ten tweede kan een eerdere interventie betere resultaten opleveren. Ten slotte kan het richten op beide kopieën van het gen leiden tot een groter therapeutisch voordeel.