Исследователи из Шанхая применили редакторы оснований для лечения β-талассемии

β-Талассемия — распространенная группа моногенных заболеваний; ежегодно этот диагноз ставят более 40 000 детям в мире. Известно более 350 мутаций, вызывающих β-талассемию. У больных снижен или полностью подавлен синтез β-глобиновых цепей гемоглобина, что приводит к избытку свободных α-глобиновых цепей. (Гемоглобин состоит из α- и β-глобиновых субъединиц.) В свою очередь, α-глобиновые цепи накапливаются, образуя токсичные агрегаты, и это приводит к анемии, нарушениям эритропоэза (продукции эритроцитов) и метаболизма железа. Пациентам с тяжелыми формами необходимы пожизненные переливания эритроцитарной массы. Также современные методы лечения включают хелатирующие агенты, устраняющие избыток ионов железа. Накопление железа в тканях сердца — основная причина смертности при талассемии.

Один из вариантов излечивающей терапии —трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ГСК). Однако широкое применение аллогенной трансплантации (клеток, взятых от донора) замедляется трудностью поиска доноров, совместимых по человеческим лейкоцитарным антигенам (HLA), возможным отторжением трансплантата или реакцией «трансплантат против хозяина». Существует риск смерти пациента, связанной с трансплантацией ГСК.

Также есть технологии лечения β-талассемии, основанные на генной терапии или редактировании. Их преимущество в том, что можно использовать собственные клетки пациента. Препарат Зинтегло (бетибеглоген аутотемцел, Bluebird Bio) содержит ген β-глобиновой цепи в лентивирусном векторе и доставляет его в гемопоэтические стволовые клетки и клетки-предшественники пациента. (В настоящее время Зинтегло доступен в США, а в Европе его применение прекращено с 2022 года по коммерческим причинам.)

Широкую известность получил препарат на основе CRISPR-Cas — Касгеви (экзагамлоген аутотемцел, Vertex Pharmaceuticals и CRISPR Therapeutics), разрешенный для терапии β-талассемии и серповидноклеточной анемии. Он не исправляет мутации в гене β-глобина, что было бы сложно ввиду их большого разнообразия, а реактивирует экспрессию цепей γ-глобина. Этот тип глобина экспрессируется у плода, но после рождения его экспрессия подавляется. Мишень редактирования в этом случае — энхансер гена BCL11A, который кодирует репрессор транскрипции генов γ-глобина HBG1 и HBG2. В результате у взрослых пациентов вырабатывается фетальный гемоглобин, состоящий из α- и γ-цепей. Препарат показал высокую эффективность, однако есть данные, что двухцепочечные разрывы ДНК при CRISPR-Cas9-редактировании могут запускать p53-зависимый ответ, приводящий к остановке клеточного цикла и апоптозу, а также к возникновению хромосомных аномалий.

Китайские исследователи предложили альтернативный подход — они модифицировали мотив связывания фактора BCL11A в промоторах генов HBG1/2 гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток с помощью трансформирующего редактора оснований (tBE). В отличие от канонических CRISPR-Cas, редакторы оснований не вносят двухцепочечных разрывов в ДНК, а проводят реакцию, приводящую к замене азотистого основания (в данном случае С на Т). В 2023 году та же группа исследователей показала, что редактирование оснований с помощью tBE запускает продукцию фетального гемоглобина с низким уровнем токсичности для клеток.

В новой работе представлены результаты исследования безопасности и эффективности препарата CS-101 (компания CorrectSequence Therapeutics, Шанхай) у пациентов с β-талассемией, зависимой от переливания. Инфузия стволовых клеток и клеток-предшественников, отредактированных с помощью CS-101, позволила прекратить переливания всем участникам.

Предварительно эффективность редактирования с помощью tBE оценили в CD34+ гемопоэтических стволовых клетках, полученных от пяти здоровых доноров. По данным секвенирования, средняя частота редактирования оснований составила 62,1%. После дифференцировки в эритроциты in vitro уровень продукции фетального гемоглобина существенно вырос. И редактированные, и неотредактированные клетки одинаково успешно приживались в организме мышей с ослабленным иммунитетом. Примечательно, что tBE, в отличие от других редакторов, «не проявлял обнаруживаемой нецелевой активности», то есть не редактировал ничего, кроме мишени.

В фазе 1 клинических испытаний приняли участие три мужчины и две женщины с тяжелой формой β-талассемии. Все они нуждались в переливании эритроцитов. У двух пациентов был генотип β⁰/β⁰ (то есть функциональный β-гемоглобин полностью отсутствовал), у одного — β⁰/β⁰ -подобный, еще у двух — β⁰/β⁺.

Данные были собраны по состоянию на 17 ноября 2025 года, медианная продолжительность наблюдения после инфузии отредактированных клеток составила 23 месяца (от 16,7 до 25,3 месяца). Все пять пациентов завершили годичный период наблюдения и включены в долгосрочное исследование  (NCT06685536).

Все участники в достаточно короткие сроки после инфузии перестали нуждаться в переливании эритроцитов. Наблюдаемая продолжительность периодов без переливания составила от 15 до 22,9 месяцев. Уровень гемоглобина в крови у них повысился, в основном за счет фетального гемоглобина. Генотип, возраст или пол пациента на повышение не влияли. Четверо из пяти пациентов также смогли прекратить терапию хелатирующими агентами.

Через месяц после инфузии процент отредактированной мишени в мононуклеарных клетках периферической крови оставался стабильным — на уровне 34% или выше. В клетках костного мозга через три месяца он составил 39,8 ± 7,2% и также оставался стабильным. У всех пяти пациентов в целевых участков промоторов HBG1/2 были обнаружены минимальные уровни небольших инсерций/делеций, а также замены C-A и C-G, помимо запланированных C-T. Внецелевого редактирования обнаружено не было ни в одном из 145 потенциальных участков.

Нежелательные явления (такие как снижения уровня лейкоцитов или воспаление горла) наблюдались у всех пациентов, однако летальных исходов или онкозаболеваний не зафиксировано.

Таким образом, данные клинического исследования говорят о том, что однократное введение CS-101 может обеспечить быстрое и устойчивое повышение уровня гемоглобина и независимость от переливания крови у пациентов с β-талассемией.

Артем Качанов: «Мы живем в эпоху подъема генной терапии»