L’editing genetico CRISPR è una grande promessa per il trattamento di una rara forma di cecità

La degenerazione retinica può essere ereditaria o acquisita. Nel primo caso, è una malattia incurabile e progressiva. Uno studio recente pubblicato sul New England Journal of Medicine ha esplorato il potenziale utilizzo dell'editing genetico per correggere una degenerazione retinica congenita chiamata CEP290, che causa una perdita precoce della vista.

Le degenerazioni retiniche ereditarie sono causate da mutazioni patogene in uno qualsiasi degli oltre 280 geni. Queste mutazioni causano il malfunzionamento e la morte dei fotorecettori (coni e bastoncelli sensibili alla luce) nella retina, con conseguente perdita della vista negli individui affetti. Queste condizioni sono una delle principali cause di cecità in tutto il mondo.

Nella degenerazione retinica associata a CEP290, o amaurosi di Leber, la proteina centrosoma 290 mutata (CEP290) causa cecità parziale o completa entro i primi dieci anni di vita. È quindi la principale causa di cecità genetica nei bambini causata da danni alla retina.

Una singola variante genetica, chiamata p.Cys998X, è responsabile di oltre tre quarti dei casi di questa condizione solo negli Stati Uniti. La normale funzione di CEP290 è bloccata dall'inserimento di un singolo segmento codificante durante la trascrizione. La carenza di questa molecola interrompe la normale azione ciliare sui fotorecettori.

Attualmente non esiste alcun trattamento. Le cure di supporto includono l'uso di lenti di ingrandimento e Braille, nonché modifiche domestiche per creare un ambiente sicuro per le persone con problemi visivi.

A livello dei tessuti, i bastoncelli e i coni diventano disorganizzati nei segmenti esterni della retina a causa della mancanza di ciglia sensoriali in questa condizione. I bastoncelli nella retina medio-periferica muoiono, mentre i coni vengono preservati nella macula, il punto centrale della retina.

Una caratteristica di questi pazienti è una disconnessione tra struttura e funzione della retina. I componenti prossimali del percorso visivo rimangono intatti, il che suggerisce che i fotorecettori in questi occhi potrebbero essere utilizzati per ripristinare la vista. Vari approcci allo studio includono l'uso di oligonucleotidi per prevenire l'espressione dell'esone inserito o la somministrazione di una versione in miniatura del gene CEP290 nella cellula.

L'ultima tecnologia prevede l'uso dell'editing genetico con un'iniezione chiamata EDIT-101. Si basa sull'uso del sistema CRISPR (clustered regularmente interspaced short palindromic repeats) in combinazione con la proteina CRISPR-associated protein 9 (Cas9) per eliminare la variante patogena IVS26. Questo studio mirava a studiare la sicurezza e l'efficacia di questa terapia.

Gli scienziati hanno deciso di condurre uno studio in aperto in cui ai partecipanti sono state somministrate dosi singole del farmaco in ordine crescente. Questo studio di fase 1-2 mirava a valutare la sicurezza del farmaco, mentre venivano valutati anche gli esiti di efficacia secondaria.

Gli endpoint di sicurezza studiati includevano eventi avversi e tossicità inaccettabile che impedivano l'uso della dose di interesse. Le prestazioni sono state misurate in vari modi, tra cui acuità visiva corretta, sensibilità retinica, valutazione della qualità della vita correlata alla vista e test di mobilità della navigazione visiva.

Il gene EDIT-101 è stato introdotto in dodici adulti e due bambini. Gli adulti avevano un'età compresa tra 17 e 63 anni e i bambini avevano rispettivamente nove e quattordici anni. Tutti avevano almeno una copia della variante IV26.

Le dosi variavano da 6x10^11 genomi vettoriali per ml a 3x10^12 genomi vettoriali per ml. Due, cinque e cinque adulti hanno ricevuto rispettivamente dosi basse, medie e alte. I bambini hanno ricevuto una dose media.

Tutte le iniezioni sono state somministrate nell'occhio con le prestazioni peggiori, l'occhio dello studio.

Cosa ha mostrato lo studio? La maggior parte dei partecipanti presentava una grave perdita di acuità visiva inferiore a 1,6 logMAR. L'acuità visiva poteva essere testata solo utilizzando il test della vista rudimentale di Berkeley. Si è verificato un aumento di almeno 3 log nella sensibilità spettrale e la funzione dei bastoncelli non era rilevabile in tutti i partecipanti.

Tuttavia, lo spessore dello strato dei fotorecettori rientrava nei limiti normali nella maggior parte dei pazienti, come previsto.

La maggior parte degli effetti collaterali erano lievi, circa un quinto erano moderati e solo il 40% circa erano correlati al trattamento. Non si sono verificati eventi avversi gravi correlati al trattamento e nessuna tossicità dose-limitante. La struttura della retina non ha mostrato alcun cambiamento indesiderato, il che dimostra la sicurezza accettabile del farmaco.

In termini di efficacia, uno studio preliminare ha mostrato miglioramenti significativi nella visione conica rispetto ai livelli basali in sei pazienti. Di questi, cinque hanno mostrato miglioramenti in almeno un'altra area.

Un miglioramento in almeno una delle seguenti aree (acuità visiva corretta, sensibilità alla luce rossa o mobilità basata sulla vista) è stato osservato in nove pazienti, quasi due su tre nell'intero gruppo. Quasi l'80% ha riscontrato miglioramenti in almeno una misura delle prestazioni e sei hanno registrato miglioramenti in due o più misure.

Quattro hanno mostrato un aumento di 0,3 logMAR nell'acuità visiva meglio corretta, soddisfacendo così i criteri per un miglioramento clinicamente significativo. Di questi, tre hanno riportato un miglioramento già tre mesi dopo l’iniezione. La variazione media di questo parametro nell'intero gruppo è stata di -0,21 logMAR.

Per quasi la metà del gruppo (6/14), la sensibilità del cono alla luce a diverse frequenze, rossa, bianca e blu, ha mostrato aumenti visivamente significativi nell'occhio del test rispetto all'occhio di controllo, alcuni già dopo tre mesi. Tutti hanno ricevuto dosi medie e alte. In due il miglioramento ha raggiunto >1 logMAR, il massimo possibile solo per i coni.

La sensibilità indotta dal cono era maggiore nei pazienti più gravemente colpiti al basale. Quasi tutti i pazienti con una migliore funzionalità del cono hanno mostrato anche miglioramenti in una o più altre misure.

Quattro partecipanti hanno mostrato un miglioramento visivamente significativo nella loro capacità di percorrere percorsi più complessi rispetto al livello di riferimento, uno dei quali ha continuato a mostrare questo miglioramento per almeno due anni.

Sei partecipanti hanno riscontrato aumenti clinicamente significativi nei punteggi della qualità della vita correlata alla vista.

"Questi risultati confermano la presenza di un produttivo editing genetico in vivo da parte di EDIT-101, livelli terapeutici di espressione della proteina CEP290 e una migliore funzione dei fotorecettori dei coni."

Questo piccolo studio ha dimostrato un elevato profilo di sicurezza e una migliore funzione dei fotorecettori dopo la somministrazione di EDIT-101 ai partecipanti. Questi risultati "supportano ulteriori studi in vivo sull'editing genetico CRISPR-Cas9 per il trattamento delle degenerazioni retiniche ereditarie causate dalla variante IVS26 CEP290 e da altre cause genetiche."

Le aree meritevoli di ulteriori indagini includono la scoperta che il miglioramento della funzione del cono dopo la terapia non equivale a un miglioramento dell'acuità visiva, che è una misura clinicamente rilevante. In secondo luogo, un intervento precoce può produrre risultati migliori. Infine, se vengono prese di mira entrambe le copie del gene, il beneficio terapeutico potrebbe essere maggiore.