Первое в мире индивидуальное генетическое редактирование в организме пациента прошло успешно

Исследователи создали конструкцию для CRISPR-редактирования, с помощью которой исправили генную мутацию в клетках печени конкретного пациента — маленького ребенка с ферментной недостаточностью. Препарат специфичен для его генетической последовательности и, вероятно, никогда не будет использоваться для лечения какого-то другого человека. В этом его отличие от существующих терапий на основе CRISPR, таких как Касгеви от Vertex Pharmaceuticals против серповидноклеточной анемии и бета-талассемии или новый препарат Intellia Therapeutics NTLA-2002 против наследственного ангионевротического отека. В случае этих препаратов одна и та же редактирующая конструкция подходит для разных пациентов. Предложенный подход может помочь пациентам с ультраредкими мутациями, для которых нерентабельны другие пути разработки терапии.

Статья о лечении ребенка опубликована в журнале The New England Journal of Medicine. Это первый описанный в медицинской литературе случай персонализированной терапии на основе CRISPR.

Проект финансировался Национальными институтами здравоохранения США. В работе участвовали представители компаний Acuitas Therapeutics, Integrated DNA Technologies, Aldevron и Danaher. Среди авторов статьи Ребекка Аренс-Никлас (Детская больница Филадельфии, Медицинская школа Перельмана Пенсильванского университета), Федор Урнов (Институт инновационной геномики, Калифорнийский университет в Беркли), Дэвид Лю (Институт Бродов Массачусетского технологического института и Гарварда).

Дефицит фермента карбамоилфосфатсинтазы1 (CPS1) — аутосомно-рецессивное заболевание (то есть болезнь развивается только если человек унаследовал мутации в гене от обоих родителей). При этом заболевании печень теряет способность полностью расщеплять побочные продукты белкового метаболизма, что приводит к повышению концентрации аммиака в организме, повреждениям мозга и печени. Пациентам показана диета с низким содержанием белка до тех пор, пока не станет возможной трансплантация печени. Однако в этот период существует риск отказа органов из-за инфекции, травмы или обезвоживания. Высокий уровень аммиака может вызвать кому, необратимое повреждение мозга или смерть.

У маленького К. Дж. Малдуна симптомы появились сразу после рождения. Таргетный анализ генома выявил два укороченных варианта CPS1, с мутациями, приводящими к замене кодирующего аминокислоту кодона на стоп-кодон: c.1003C→T (p.Gln335Ter, или Q335X) в отцовском аллеле и c.2140G→T (p.Glu714Ter, или E714X), в материнском аллеле. Мальчик мог получить донорскую печень через несколько месяцев, однако лишь половина младенцев с тяжелым дефицитом CPS1 доживает до трансплантации.

Персонализированная терапевтическая конструкция содержит редактор оснований (adenine base editor, ABE) — CRISPR-систему, которая не вносит разрезов в ДНК, а изменяет азотистые основания в определенном нуклеотиде, что приводит к замене «буквы» ДНК (обычно С на Т, А на G). Направляющая РНК и мРНК, кодирующая редактор оснований, доставлялась в клетки печени в липидных наночастицах. Препарат получил название каиджаигуран абенгсемеран (kayjayguran abengcemeran), или к-абе.

За два первых месяца жизни пациента удалось создать эффективный и точный редактор, нацеленный на мутацию Q335X; партию для клинического применения изготовили к пятому месяцу. Редактирующую конструкцию испытали на пациентспецифических клетках, на обезьянах и на мышиных моделях с такой же мутацией. После одобрения регулирующих органов приступили к лечению ребенка. Таким образом, от диагностики до лечения прошло чуть больше шести месяцев.

Первую очень низкую дозу терапевтической конструкции мальчик получил на седьмом месяце жизни, затем еще две дозы. (В статье говорится о двух, но в публикации Nature, посвященной этому событию, упоминается третья.) Перед лечением проводили профилактическую иммуносупрессию, во избежание иммунного ответа на полноразмерный белок CPS1.

Признаки эффективности терапии появились уже после первой дозы. Ребенок смог получать больше белка с пищей, а после второй дозы ему снизили количество лекарств, уменьшающих уровень аммиака. Более того, мальчик легко перенес простуду и желудочно-кишечное заболевание, хотя инфекции для ребенка с таким диагнозом могут быть очень опасными.

«Мы были очень обеспокоены, когда ребенок заболел, но ребенок просто проигнорировал болезнь», — сказал первый автор статьи Киран Мусунуру из Пенсильванского университета.

Сейчас пациенту десять месяцев, и на прошлой неделе он смог самостоятельно сесть. «Мы никогда не думали, что это произойдет», — сказала его мать корреспонденту Nature. Говорить об «излечении» пока рано, однако исследователи смотрят на состояние ребенка с осторожным оптимизмом.

Введение препарата против СМА в амниотическую жидкость испытали на мышах