Ανάπτυξη Θεραπείας για Νωτιαία Μυϊκή Ατροφία: Προοπτικές για Μυϊκές Δυστροφίες και Νευροεκφυλιστικές Διαταραχές Μέρος 6

Γονιδιακή θεραπεία SMN1: Onasemnogene abeparvovec/Zolgensma™

Ένας εναλλακτικός τρόπος για να αυξηθούν τα επίπεδα πρωτεΐνης SMN στους κινητικούς νευρώνες και σε άλλους κυτταρικούς τύπους είναι η γενετική θεραπεία SMN1.

Η γονιδιακή θεραπεία είναι μια νέα θεραπευτική μέθοδος που αντιμετωπίζει διάφορες ασθένειες αλλάζοντας αλληλουχίες DNA. Τα τελευταία χρόνια, όλο και περισσότερες μελέτες έχουν δείξει ότι η γονιδιακή θεραπεία μπορεί επίσης να βελτιώσει τη μνήμη και έχει πιθανά θεραπευτικά αποτελέσματα στην παρέμβαση στη νόσο του Αλτσχάιμερ, στις μαθησιακές δυσκολίες κ.λπ.

Πρώτον, η γονιδιακή θεραπεία μπορεί να στοχεύσει στην επιδιόρθωση ή ρύθμιση ορισμένων γονιδίων που σχετίζονται με τη μνήμη. Για παράδειγμα, το γονίδιο APOE παίζει σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση της νόσου του Alzheimer και η τρέχουσα έρευνα έχει βρει μια σχέση μεταξύ της παραλλαγής του γονιδίου APOE και της εμφάνισής του στη νόσο του Alzheimer. Η γονιδιακή θεραπεία μπορεί να είναι σε θέση να στοχεύσει αλλαγές στο γονίδιο APOE και να μειώσει την εμφάνιση της νόσου του Αλτσχάιμερ από την πηγή.

Δεύτερον, η γονιδιακή θεραπεία μπορεί επίσης να στοχεύσει γονίδια που σχετίζονται με νευρώνες και συνάψεις. Η έρευνα δείχνει ότι αλλαγές στους νευροδιαβιβαστές όπως η ντοπαμίνη και η ακετυλοχολίνη μπορούν να επηρεάσουν τη μάθηση και τη μνήμη. Η γονιδιακή θεραπεία μπορεί να δράσει στους νευρώνες για να προωθήσει τη συναπτική μετάδοση αποθηκευμένων πληροφοριών και να βελτιώσει τα αποτελέσματα της μνήμης.

Επιπλέον, η έρευνα για τη γονιδιακή θεραπεία αναμένεται να δώσει περισσότερες δυνατότητες για τη βελτίωση της μνήμης. Οι επιστήμονες εργάζονται σκληρά για να μελετήσουν τη σύνδεση μεταξύ ορισμένων γονιδίων και μηχανισμών του εγκεφάλου, ελπίζοντας να επέμβουν άμεσα στη λειτουργία του εγκεφάλου μέσω γονιδιακής θεραπείας για την προώθηση της γνωστικής ικανότητας και της μνήμης σε μεγάλη ηλικία.

Εν ολίγοις, η γονιδιακή θεραπεία έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στη σύγχρονη ιατρική και έχει μεγάλες δυνατότητες στη βελτίωση της μνήμης. Αν και η γονιδιακή θεραπεία για τον ανθρώπινο εγκέφαλο βρίσκεται ακόμα στο στάδιο της έρευνας, μπορούμε να πιστέψουμε ότι με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας στο μέλλον, η γονιδιακή θεραπεία θα φέρει περισσότερα οφέλη στην ανθρώπινη υγεία και ζωή. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola είναι ένα παραδοσιακό κινέζικο φαρμακευτικό υλικό που έχει πολλά μοναδικά αποτελέσματα, ένα από τα οποία είναι η βελτίωση της μνήμης. Η αποτελεσματικότητα του Cistanche deserticola προέρχεται από τα πολλά ενεργά συστατικά που περιέχει, όπως ταννικό οξύ, πολυσακχαρίτες, φλαβονοειδή γλυκοσίδες κ.λπ. Αυτά τα συστατικά μπορούν να προάγουν την υγεία του εγκεφάλου με διάφορους τρόπους.

Κάντε κλικ στο Μάθετε τρόπους για να βελτιώσετε τη μνήμη σας

Δεδομένου ότι το SMA είναι μια μονογενετική αυτοσωμική υπολειπόμενη διαταραχή που προκαλείται από απώλεια λειτουργίας της πρωτεΐνης SMN, εμφανίζεται ως ένας εξαιρετικός στόχος για γενετικές θεραπείες.

Το μικρό cDNA SMN1 μπορεί εύκολα να συσκευαστεί σε έναν μη αναπαραγόμενο αυτοσυμπληρωματικό (sc)AAV9 φορέα και να χορηγηθεί συστηματικά. Το scAAV9 δεν μπορεί μόνο να παραδώσει το cDNA του SMN1 στους μυς και σε άλλους περιφερικούς ιστούς, αλλά και να διασχίσει το BBB για να φτάσει στο CNS και στους νωτιαίους κινητικούς νευρώνες [92, 93, 195, 299].

Οι προκλινικές μελέτες επιβεβαίωσαν αυξημένη έκφραση SMN από μεταφορά γονιδίου που προκαλείται από AAV σε κινητικούς νευρώνες και περιφερειακούς ιστούς σε ένα μοντέλο ποντικού SMA [17, 93]. Τα ποντίκια SMA που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με γενετική θεραπεία SMN1 με τη μεσολάβηση scAAV, εμφάνισαν σημαντική παράταση της διάρκειας ζωής πάνω από 250 ημέρες [93].

Αυτό το επιτυχημένο σύστημα διανομής ιικού γονιδίου για το SMN1 ονομάστηκε Onasemnogene abeparvovec. Το Onasemnogene abeparvovec κοινώς γνωστό ως AVXS-101 διατίθεται στο εμπόριο με την ονομασία Zolgensma™. Το Onasemnogene abeparvovec έγινε η πρώτη γονιδιακή θεραπεία που εγκρίθηκε στις ΗΠΑ για τη θεραπεία παιδιατρικών ασθενών με SMA (ηλικίας έως δύο ετών) και από τον EMA.

Η συνιστώμενη δόση των 1,1 × 1014 γονιδιωμάτων φορέα (vg) ανά κιλό (kg) σωματικού βάρους χορηγείται με μία μόνο ενδοφλέβια ένεση. Φάνηκε να είναι καλά ανεκτή σε ασθενείς με SMA τύπου 1 ή 2 και σε προσυμπτωματικά βρέφη SMA [125].

Πραγματοποιήθηκαν δύο κλινικές δοκιμές AVXS-101-CL-101 (START,NCT02122952) και CL-303 (STR1VE-US,NCT03306277; STR1VE-EU, NCT03461289; STR1VEAP, NCT03837184 τύπου sympmatic) ασθενείς που φέρουν μια μετάλλαξη δύο αλληλόμορφων SMN1 και δύο αντίγραφα SMN2 [57, 58, 195, 198]. Η START ήταν μια ανοιχτή μελέτη με 15 βρέφη τύπου 1 SMA που εγγράφηκαν σε δύο κοόρτες.

Σε βρέφη δένδρων χορηγήθηκε χαμηλή δόση Onasemnogene abeparvovec (6,7× 1013 mg/kg). Όλοι οι ασθενείς στην κοόρτη (n=15) ήταν ακόμη ζωντανοί χωρίς μόνιμο αερισμό σε ηλικία 20 μηνών. Στην κοόρτη υψηλής δόσης (12 ασθενείς, 1,1 × 1014 mg/kg), έγινε ανιχνεύσιμη μια αύξηση από την αρχική κατά 9,8 βαθμούς σε 1 μήνα και 15,4 βαθμούς σε 3 μήνες στη βαθμολογία CHOP INTEND. Επιπλέον, 11 από τους ασθενείς με υψηλή δόση κάθονταν χωρίς βοήθεια, 9 αναποδογύρισαν, 11 τρέφονταν από το στόμα και μπορούσαν να μιλήσουν και 2 περπατούσαν ανεξάρτητα.

Αυξημένα επίπεδα αμινοτρανσφεράσης ορού εμφανίστηκαν σε 4 ασθενείς που έλαβαν θεραπεία με πρεδνιζολόνη [195]. Η μελέτη STR1VE-US ήταν μια ανοιχτή δοκιμή φάσης 3 εφάπαξ δόσης. Οι ασθενείς με SMA με διαλληλικές μεταλλάξεις SMN1 (μετάλλαξη διαγραφής ή σημείου) και ένα έως δύο αντίγραφα SMN2 ήταν μικρότεροι των 6 μηνών και συμπτωματικοί.

Έλαβαν μία μόνο ενδοφλέβια δόση Onasemnogene abeparvovec 1,1 × 1014 vg/kg σωματικού βάρους για 30–60 λεπτά. Η παρακολούθηση των ασθενών 22 SMA είχε αρχικά προγραμματιστεί μία φορά την εβδομάδα και μετά από 4 εβδομάδες μία φορά το μήνα. Όλοι οι ασθενείς μπόρεσαν να κάθονται ανεξάρτητα για 30 δευτερόλεπτα. 20 ασθενείς ήταν ελεύθεροι από μόνιμο αερισμό.

Όλοι εκτός από έναν από τους 12 ασθενείς της κοόρτης υψηλής δόσης είχαν κερδίσει σημαντικά κινητικά ορόσημα, όπως μη υποβοηθούμενη καθιστή θέση και σειριακές αυξήσεις στη βαθμολογία CHOP INTEND 50–60 πόντων[57, 58]. Με βάση τα δεδομένα που είχαν συλλεχθεί σε αυτές τις δοκιμές, αναμένεται μια μακροχρόνια ευεργετική επίδραση του Onasemnogene abeparvovec στην κινητική λειτουργία.

Οι ανεπιθύμητες ενέργειες ήταν βρογχιολίτιδα, πνευμονία και αναπνευστική δυσχέρεια. Μόνο δύο ασθενείς εμφάνισαν αυξημένες αμινοτρανσφεράσες. Οι μηχανισμοί του ανοσοποιητικού και ιδιαίτερα της ηπατικής απόκρισης που παρατηρήθηκαν σε αυτές τις κλινικές μελέτες δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητοί. Ένας ασθενής εμφάνισε σημεία υδροκεφαλίας για τα οποία ο μηχανισμός δεν είναι ξεκάθαρος.

Τα αποτελέσματα CHOP INTEND απεικόνισαν πρώιμα και γρήγορα οφέλη. Οι ασθενείς ήταν σε θέση να ευδοκιμήσουν και να καταπιούν αποτελεσματικά χωρίς καμία καρδιακή παθολογία στο τέλος της μελέτης [57, 58].

Μια άλλη κλινική δοκιμή με το Onasemnogeneabeparvovec βρίσκεται σε εξέλιξη ως ανοιχτή δοκιμή φάσης 1-2 με ενδορραχιαία χορήγηση σε ασθενείς με SMA τύπου 2 (6 μήνες έως 60 μήνες) με τρία αντίγραφα SMN2 (STRONG, NCT03381729). Η μελέτη STRONG έδειξε διαρκή κέρδος στα ορόσημα του κινητήρα και την ασφάλεια της θεραπείας [90].

Η ενδορραχιαία χορήγηση θα μπορούσε να παρακάμψει πιθανές ανοσολογικές αντιδράσεις σε ασθενείς που είχαν προεκτεθεί στον ιό πριν από τη θεραπεία. Όταν ένα άτομο εκτίθεται σε ενδογενείς λοιμώξεις AAV, μπορεί να ξεκινήσει μια ανοσολογική απόκριση. [27, 312].

Thus a significant number of individuals produce neutralizing antibodies and block the gene transfer to cellular targets [3, 312]. The two studies by Day et al. [57, 58] revealed that 7.7% of the SMA patients and 14.8% of their biological mothers were positive for AAV9 reactive antibodies with exclusionary antibody titers>1:50 στις δοκιμές αρχικής εξέτασης. Το 5,6% έδειξε αυξημένους τίτλους στον τελικό τους έλεγχο και αποκλείστηκε από τη λήψη Onasimnogene abeparvovec σε κλινικές δοκιμές.

Ως εκ τούτου, η πλειονότητα των βρεφών με SMA θα πρέπει να ωφεληθεί από τη χορήγηση Onasemnogeneabeparvovec όταν χορηγείται ενδορραχιαία [57,58]. Έχει ξεκινήσει μια άλλη μελέτη φάσης 3 με ενδοφλέβια χορήγηση σε προσυμπτωματικούς ασθενείς με SMA τύπου 1 ή 2 με δύο ή τρία αντίγραφα του SMN2 (SPR1NT, NCT03505099). Τα προκαταρκτικά δεδομένα υποδεικνύουν ότι το Onasemnogene abeparvovec είναι καλά ανεκτό όταν εφαρμόζονται συγκεντρώσεις στους μηρούς (6,0× 1013 mg/kg).

Δύο μελέτες μακροπρόθεσμης παρακολούθησης (LTFU) παρακολουθούνται επί του παρόντος μέχρι τον Δεκέμβριο του 2033 και του 2035. Το LT-001/NCT03421977 είναι η παρακολούθηση ασφάλειας 13 ασθενών με SMA τύπου 1 στο AVXS-101-CL{10} } δοκιμή (2017–2033), ενώ το LT-002/NCT04042025 (2020–2035) εξακολουθεί να εγγράφει ασθενείς από STRONG, STR1VE και SPR1NT.

Όλες οι κλινικές δοκιμές του Onasemnogene abeparvovec/Zolgensma™ κατά μήκος των χρονοδιαγραμμάτων τους συνοψίζονται στην Εικ. 3.

Χρονικές εκτιμήσεις για θεραπείες SMA

Η αύξηση της ποσότητας της πρωτεΐνης SMN σε νευρώνες και άλλους τύπους κυττάρων όχι μόνο έχει πλεονεκτήματα αλλά και κινδύνους. Τα επίπεδα έκφρασης του SMN ελέγχονται σε μεγάλο βαθμό κατά τη διάρκεια της φυσιολογικής ανάπτυξης και δεν μπορούν να βελτιστοποιηθούν από την προσέγγιση γονιδιακής θεραπείας. Παρατηρήσεις σε μοντέλα ποντικιών υποστηρίζουν ότι η υπερέκφραση του ιού θα μπορούσε να έχει μακροπρόθεσμες δυσμενείς παρενέργειες μέσω παρεμβολής με πολύπλοκους μηχανισμούς επεξεργασίας RNA.

Σε μια πρόσφατη μελέτη, έχει αναφερθεί ότι η μακροχρόνια υπερέκφραση του AAV9-SMN1 προκαλεί δοσοεξαρτώμενη απώλεια ιδιοδεκτικών συνάψεων και νευροεκφυλισμό σε μοντέλα SMA ποντικιών που σχετίζονται με απώλεια ήδη επιτυγμένων κινητικών ορόσημων [301]. Το AAV9-SMN1 οδηγεί σε κυτταροπλασματική συσσώρευση SMN σε νευρώνες που αντιστοιχεί σε εξασθενημένη βιογένεση snRNP και σε εκτεταμένες μεταγραφικές ανωμαλίες στους νευρώνες DRG [301].

Αυτές οι παρατηρήσεις υποδεικνύουν ότι θα πρέπει να αξιολογηθούν και να ληφθούν υπόψη πρόσθετοι θεραπευτικοί στόχοι εκτός των γονιδίων SMN1 και SMN2 (βλ. παρακάτω θεραπείες εκτός SMN). Για την επιτυχή μακροχρόνια θεραπεία του SMA, φαίνεται σημαντικό να κατανοήσουμε τα χρονικά πλαίσια στα οποία απαιτείται η πρωτεΐνη SMN για την πρόληψη της ανάπτυξης της νόσου και ποιοι τύποι κυττάρων και όργανα χρειάζονται SMN σε ποιες περιόδους για σωστή ομοιόσταση.

Η ανεπάρκεια SMN είναι θανατηφόρα για το έμβρυο και η SMA αναπτύσσεται στην πρώιμη παιδική ηλικία ή ακόμα και προγεννητικά μέσα στο κρίσιμο χρονικό διάστημα όταν οι νευρομυϊκές συνάψεις ενισχύονται και ωριμάζουν. Η σύσταση της πρωτεΐνης SMN2 μέσω ενός ASO κατά την πρώιμη μεταγεννητική περίοδο σε ένα σοβαρό μοντέλο ποντικού SMA (P 1-4) ήταν αποτελεσματική στην πρόληψη της εμφάνισης της νόσου.

Το ποσοστό επιβίωσης των ποντικών SMA που υποβλήθηκαν σε θεραπεία παρατάθηκε έως τις 250 ημέρες ηλικίας [127] που αντιστοιχεί σε 16-πλάσια αύξηση. Η έναρξη της ανύψωσης SMN 10 ημέρες μετά τη γέννηση απέτυχε να προσφέρει κανένα όφελος. Είναι εντυπωσιακό ότι ο φαινότυπος της νόσου είναι αναστρέψιμος σε ηπιότερες μορφές SMA. Σε ένα ενδιάμεσο μοντέλο ποντικού SMA, η μετασυμπτωματική μη-SMN θεραπεία είχε ευεργετικά αποτελέσματα [86].

Ωστόσο, η καθυστέρηση της θεραπείας μόνο για μία ή λίγες ημέρες σε σοβαρά ποντίκια τύπου 1 SMA μετά την έναρξη των συμπτωμάτων μείωσε σημαντικά το όφελος [93, 249] στην απώλεια κινητικών νευρώνων και παρέμειναν μορφολογικές αλλοιώσεις των νευρομυϊκών τελικών πλακών[183]. Τα ελλείμματα πρωτεΐνης SMN επηρεάζουν πρώτα το περιφερικό άκρο της κινητικής μονάδας [156, 208, 255]. Επομένως, το βέλτιστο χρονικό διάστημα για την αποκατάσταση της πρωτεΐνης SMN σε σοβαρές περιπτώσεις εξαρτάται από το επίπεδο ωρίμανσης των νευρομυϊκών ακραίων πλακών [147].

Μελέτες με μοντέλα SMA σε ποντίκια υποδεικνύουν ότι το βέλτιστο κλινικό αποτέλεσμα σε σοβαρές περιπτώσεις εξαρτάται από τις πρώιμες μεταγεννητικές εφαρμογές. Αυτό φάνηκε επίσης για μοντέλα ποντικών θεραπευτικών προσεγγίσεων ανεξάρτητων από SMN [291]. Σε δύο κλινικές δοκιμές με ασθενείς, έγιναν παρόμοιες παρατηρήσεις.

Η έναρξη της θεραπείας προ-συμπτωματικά σε μωρά με δύο ή τρία αντίγραφα SMN2 είχε σημαντικά ισχυρότερα αποτελέσματα από την έναρξη της θεραπείας όταν είχαν ήδη εμφανιστεί τα πρώτα συμπτώματα. Όταν η θεραπεία με Nusinersen/Spinraza™ ξεκινά σε λιγότερο από 2 μήνες ζωής και μετά από διάμεσο 2,9 χρόνια θεραπείας, το 100% των παιδιών θα μπορούσε να φτάσει στο ορόσημο του να κάθονται ανεξάρτητα. Επιπλέον, το 88% των ασθενών μπορούσε επίσης να περπατήσει ανεξάρτητα [59].

Αντίθετα, τα αποτελέσματα της θεραπείας εμφανίστηκαν σημαντικά μειωμένα στη δοκιμή φάσης 3 με Nusinersen/Spinraza™ όπου η θεραπεία ξεκίνησε μετά την έναρξη των συμπτωμάτων σε παιδιά με 2 αντίγραφα SMN2. Η μετασυμπτωματική θεραπεία είχε ως αποτέλεσμα μειωμένη θνησιμότητα, αλλά μόνο το 51% των ασθενών εμφάνισε βελτιωμένη κινητική λειτουργία και μόνο το 8% ήταν σε θέση να καθίσει ανεξάρτητα 13 μήνες μετά την έναρξη της θεραπείας [89].

Συμπερασματικά, μια καθυστέρηση της SMNelevation κατά αρκετές εβδομάδες έως και 5 μήνες μπορεί να μειώσει σημαντικά την επίτευξη των κινητικών ορόσημων. Επομένως, φαίνεται σημαντικό η θεραπεία σε παιδιά με SMA να ξεκινά αμέσως μετά τη διάγνωση. Αυτές οι παρατηρήσεις παρέχουν επίσης ένα ισχυρό επιχείρημα για συστηματικό προσυμπτωματικό έλεγχο νεογνών, για την ανίχνευση προσυμπτωματικών και πρώιμων συμπτωματικών περιπτώσεων.

Προτού εμφανιστούν συμπτώματα και ξεκινήσει ο μη αναστρέψιμος εκφυλισμός των κινητικών νευρώνων, τα μωρά που αναγνωρίζονται μέσω προσυμπτωματικού ελέγχου νεογνών θα πρέπει να παραπέμπονται αμέσως σε θεραπεία. Όταν τα επίπεδα SMN είναι πολύ χαμηλά, οι κινητικοί νευρώνες χάνουν τη λειτουργία τους μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα και προχωρούν προς ένα στάδιο όπου η αποκατάσταση μπορεί να είναι περιορισμένη και το χρονικό παράθυρο για την επιτυχή αποκατάσταση της λειτουργίας των κινητικών νευρώνων ή/και την κυτταρική αναγέννηση μπορεί να χαθεί.

Τα έξοδα για μια εφαρμογή Spinraza™ το πρώτο έτος ανέρχονται σε περίπου $400,000–500,000 (ή €400,000–500,000). Συνολικά υπολογίζονται 250 $,000–300,000 (ή €250,000–300,000) ανά έτος για τη διάρκεια ζωής ενός ασθενούς.

Μία μόνο εφαρμογή του Zolgensma™ κοστίζει 2 εκατομμύρια δολάρια. Σύντομα, ένας αυξανόμενος αριθμός θεραπευτικών στρατηγικών στοχευμένων στα γονίδια αναμένεται να εγκριθεί από τον FDA και τον EMA. Το κόστος για τέτοιες θεραπείες θα μπορούσε τότε να γίνει προβληματικό για τους παρόχους υγειονομικής περίθαλψης.

For more information:1950477648nn@gmail.com