Генная терапия серповидноклеточной анемии испытана на трех пациентах

Серповидноклеточная анемия (СКА) — наследственное заболевание, вызываемое мутациями в гене HBB, кодирующем бета-субъединицу гемоглобина. Мутации нарушают структуру гемоглобина, и как следствие, эритроциты приобретают характерную серповидную форму. Заболевание сопровождается анемией, блокадой сосудов из-за измененной формы эритроцитов, болями и другими симптомами. Наиболее эффективное лечение СКА — трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (HSC), однако такая терапия доступна менее чем 20% пациентов. Большой интерес представляют методы генной терапии СКА, в частности, индуцирующие экспрессию фетального гемоглобина (HbF), которая естественным образом подавляется после рождения. В The New England Journal of Medicine представлены результаты фазы 1-2 клинических исследований индукции экспрессии HbF при помощи CRISPR-Cas9 системы.

Данный вид генной терапии предполагает редактирование ex vivo (вне организма): HSC получают от пациента, модифицируют и трансплантируют пациенту (о сложном пути подобной терапии СКА от компании Bluebird Bio см. в итогах 2021 года на PCR.NEWS). Мишенью редактирования стали промоторные участки генов гамма-гемоглобина HBG1 и HBG2. В норме с ними связывается транскрипционный фактор BCL11A, и это приводит к блокировке экспрессии фетального гемоглобина (гетеротетрамера из двух альфа-цепей и двух гамма-цепей) после рождения и переключению на «взрослый» гемоглобин, содержащий альфа-и бета-цепи. Редактирование участков связывания BCL11A позволяет сохранить экспрессию фетального гемоглобина и скомпенсировать дефицит, вызванный мутацией. Терапевтический продукт — отредактированные гемопоэтические стволовые клетки — получил обозначение OTQ923.

Терапию разработала компания Novartis вместе с Intellia Therapeutics, среди соучредителей которой были Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье. (О препаратах Intellia для CRISPR-редактирования in vivo, непосредственно в организме, на PCR.NEWS.)

Для получения модифицированных клеток использовался комплекс Cas9 бактерии Streptococcus pyogenes и гидовой РНК-86, которую отобрали в ходе скрининга регуляторных элементов, репрессирующих транскрипцию генов гамма-гемоглобина. Эффективность оценивалась по проценту клеток, экспрессирующих HbF. Гидовая РНК-68 таргетирует сайт на 246 п.н. выше сайтов начала транскрипции обоих генов. Наиболее частым результатом модификации является делеция участка длиной около 5 т.п.н., приводящая к образованию гибридного гена — последовательности HBG1 с промотором HBG2. При использовании гРНК-68 не было обнаружено случаев нецелевой модификации.

В тестах на культурах HSC гРНК-86 позволила достичь среднего процента успешных модификаций в 80,5% на клетках здоровых доноров и 85,8% на доноров с СКА. Средний процент F-клеток (экспрессирующих HbF) в культурах после модификации достиг 60,5 и 65,4% против 22,9 и 39,6% до модификации; вырос также уровень фетального гемоглобина в клетках. При пересадке модифицированных клеток мышам с подавленным иммунитетом у них сохранялась жизнеспособная популяция HSC, не имеющая дополнительной токсичности в сравнении с немодифицированными клетками.

Готовые клетки OTQ923 в конце марта 2023 года были трансплантированы трем пациентам (двум мужчинам и одной женщине). Все трое гомозиготные по гену серповидноклеточной анемии, получали постоянное лечение и страдали от эпизодов блокировки сосудов. Пациенты продолжали получать переливания крови в течение 16–19 дней после введения OTQ923; их наблюдали на протяжении 6–18 месяцев. Во всех трех случаях уровень гемоглобина в крови сохранялся на уровне 10–12 мг/децилитр. Процент фетального гемоглобина возрос с 0,4–4,2% до 19–26,8%; процент F-эритроцитов — с 4–20,4% до 69,7–87,8%.

После операции у пациентов наблюдались побочные эффекты, которые, по мнению исследователей, связаны с самой операцией либо непосредственно с заболеванием. Стоит отметить, что после операции у каждого из пациентов был зарегистрирован как минимум один случай вазоокклюзивного криза, однако ни одному из троих не понадобилось переливание крови (в том числе после не связанных с исследованием оперативных вмешательств).

Хотя исследования нового метода, его долгосрочного эффекта и безопасности еще продолжаются, полученные данные подтвердили потенциал генной терапии для смягчения протекания болезни у людей с тяжелой формой СКА.

Первые сообщения об успешной терапии серповидноклеточной анемии с помощью CRISPR