Thérapie génique : Il est temps de parler de l’AAV à haute dose

Nicole Paulk, PhD
Professeur adjoint, UCSF

Une semaine avant la conférence virtuelle 2020 de l’American Society for Gene & Cell Therapy, une tragédie a eu lieu dans les communautés des maladies rares et de la thérapie génique. Le 6 mai, la société de thérapie génique Audentes (acquise l’année dernière par Astellas Pharma) a informé la communauté de la myopathie myotubulaire liée à l’X (XLMTM) qu’un enfant participant à l’essai ASPIRO (NCT03199469) était décédé d’une septicémie. Une enquête a été ouverte avec l’aide des régulateurs de la FDA afin de déterminer si ce décès était lié au traitement par une dose élevée de virus adéno-associé (AAV).1

Malheureusement, il y a dix jours (le 23 juin), un deuxième enfant de la même cohorte, recevant la même dose élevée d’AAV, est également décédé d’une septicémie à la suite du traitement.1 Il est important, dans des moments cruciaux comme celui-ci, de déterminer rapidement et calmement ce qui s’est passé et de mettre en place des mesures de protection pour éviter que cela ne se reproduise. La confiance des patients dans nos thérapies est primordiale – sans elle, nous n’avons rien.

Sur la base des données limitées disponibles,1 voici ce que nous savons à ce jour :

La maladie : XLMTM

XLMTM est une maladie neuromusculaire rare chez les garçons nouveau-nés. Les patients présentent une faiblesse musculaire et une hypotonie sévères qui entraînent une insuffisance respiratoire et des difficultés d’alimentation. Cette maladie est souvent mortelle. La maladie est causée par des mutations dans le gène MTM1, qui code pour la myotubularine, une protéine essentielle au fonctionnement normal des muscles squelettiques.

La capside : AAV8

La thérapie génique expérimentale AT-132 qui exprime la charge utile thérapeutique MTM1 pour XLMTM a été conditionnée dans une capside AAV8. Il s’agit d’un sérotype de capside très couramment utilisé en thérapie génique. Selon le site ClinicalTrials.gov, sur les 180 essais interventionnels de thérapie génique par AAV menés à ce jour,2 14 ont utilisé l’AAV8 (tableau 1).3 Fait important, sur les près de 250 patients traités à ce jour avec l’AAV8 pour diverses indications, aucun autre événement indésirable grave de ce grade n’est survenu, ce qui souligne l’excellent profil de sécurité de cette capside jusqu’à présent.

La dose : 3×1014 génomes de vecteur par kilogramme de poids corporel

Les deux jeunes garçons décédés faisaient partie du groupe à forte dose de l’essai ASPIRO. Ils ont reçu 3×1014 génomes vecteurs par kilogramme de poids corporel (vg/kg) par administration intraveineuse. Il s’agit de l’une des doses les plus élevées de tout AAV jamais administré à des adultes ou à des enfants (voir tableau 2). Selon les déclarations du promoteur de l’essai1, les deux garçons se situaient à l’extrémité supérieure de la limite d’âge (moins de 5 ans).

À titre d’exemple, si nous supposons que ces garçons avaient 4 ans et se situaient dans la fourchette inférieure du poids corporel normal pour cet âge compte tenu de leur état, ils pesaient probablement ~13.5 kg (environ 30 livres) et auraient reçu une dose supérieure à 4×1015 vg. En d’autres termes, cela représente un peu plus de 4 quadrillions de virus. Il s’agit d’une mesure des particules contenant le génome. La quantité de capsides vides dans les lots d’AT-132 n’est pas disponible publiquement et ces capsides augmenteraient encore plus la dose d' »AAV8″. (Le domaine de la thérapie génique ne dispose pas d’un test standardisé universel pour titrer les vecteurs AAV, donc ces doses (et toutes les doses d’AAV) doivent être considérées comme approximatives).

L’événement indésirable grave : décès par septicémie

Trois garçons de la cohorte AT-132 à forte dose ont développé une maladie hépatobiliaire grave (dommages au foie et aux canaux biliaires) ; deux de ces garçons sont décédés d’infections bactériennes et de septicémie. Bien que la XLMTM soit une maladie des muscles squelettiques, les complications médicales touchent souvent de nombreux autres systèmes organiques, dont le foie. Les deux garçons décédés souffraient apparemment d’une forme de maladie hépatobiliaire préexistante (dont le type n’a pas été précisé). Cela pourrait être pertinent, car presque toutes les thérapies AAV circulent vers le foie lorsqu’elles sont administrées par voie intraveineuse, quel que soit l’organe cible final. Le foie doit donc gérer ces grandes doses virales, ce qui pourrait certainement provoquer une toxicité, surtout si le foie est endommagé au préalable.

Dans le même ordre d’idées, plusieurs autres événements indésirables graves (de gravité variable) sont survenus chez des patients recevant des AAV systémiques à haute dose (tableau 3). Ceux-ci ont largement résulté de réponses immunitaires innées (par exemple, inflammation et activation du complément) et de réponses immunitaires cellulaires au vecteur quelques jours à quelques semaines après l’administration intraveineuse.

Ce que nous ne savons pas

Il n’est pas clair comment le vecteur AAV8 dans l’essai ASPIRO a été fabriqué, quelles méthodes de purification ont été utilisées et si des changements pourraient améliorer la sécurité à cette dose. Nous ne savons pas quels niveaux d’anticorps anti-capside AAV8 préexistants les garçons avaient, en dehors du fait qu’ils répondaient aux critères d’inclusion de l’essai (non divulgués publiquement). Il n’existe pas de test standardisé pour mesurer les niveaux d’anticorps anti-capside AAV préexistants, ce qui reste un défi flagrant pour le domaine. Ceci est important car les complexes capside:anticorps peuvent avoir activé le complément dans plusieurs des essais ci-dessus.9 De plus, il n’a pas été divulgué quelle maladie hépatobiliaire préexistante ces garçons avaient,1 mais on peut supposer qu’elle n’a pas été considérée comme trop grave car les critères d’exclusion de l’essai énumérés comprenaient « une maladie hépatique sous-jacente cliniquement significative. »

Pensées partielles

Il est temps de parler de l’AAV à haute dose. Bien que la conversation ait commencé10, ces décès nous obligent tous à déterminer comment utiliser les AAV à forte dose en toute sécurité – si tant est que ce soit le cas. À court terme, des études précliniques supplémentaires sont nécessaires pour mieux prédire les doses plus sûres et les biomarqueurs de toxicité, ainsi que l’influence de paramètres tels que les niveaux de capsides vides, les impuretés résultant des méthodes de fabrication et les différentes stratégies de purification.

À long terme, nous devons déplacer notre attention de « comment pouvons-nous utiliser en toute sécurité des doses élevées » à « comment pouvons-nous concevoir le vecteur pour ne pas avoir à le faire ». Cela nécessitera des avancées sur de multiples fronts, notamment :

  • des capsides conçues qui se logent mieux dans les organes cibles
  • de nouveaux promoteurs et éléments régulateurs pour la spécificité du tissu/environnement-.spécificité et un contrôle basculant
  • méthodes de fabrication plus sûres qui s’échelonnent simultanément pour répondre aux demandes de production mais aussi réduire les impuretés (protéines hôtes et acides nucléiques indésirables)
  • compréhension accrue de la biologie des AAV pendant la production du vecteur
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  • des structures génomiques de répétition terminale inversée (RTI) novatrices et plus stables
  • de meilleures méthodes de purification pour réduire davantage le fardeau des impuretés
  • des stratégies innovantes pour éviter les réponses immunitaires
  • de nouvelles méthodes d’administration

Au delà de l’ingénierie, nous devons également nous demander si l’utilisation du poids corporel est appropriée pour déterminer la posologie. Par exemple, deux enfants qui pèsent le même poids doivent-ils recevoir la même dose de vecteur s’ils ont des niveaux de gravité de la maladie significativement différents ? Ou qu’en est-il de la différence entre un enfant qui a subi la puberté, de sorte que l’organe cible a fini de se développer, et un nourrisson ? Ou même s’ils sont de sexe différent ? De nombreux groupes ont maintenant observé une transduction hépatique sexuellement dimorphe prononcée avec l’AAV11,12, de sorte que les mâles subissent une transduction nettement plus importante et peuvent donc voir une expression plus élevée que les femelles. En ce qui concerne la transduction sexuellement dimorphe, nous disposons au moins de certaines données auxquelles nous pouvons nous référer pour déterminer les doses d’AAV. Mais pour les questions autour du dosage pour différents états de développement et de gravité de la maladie, nous manquons cruellement de données précliniques.

La mort de ces deux jeunes garçons est dévastatrice et nous sommes de tout cœur avec leurs familles et la communauté XLMTM. En tant que scientifiques et cliniciens, nous devons à ces garçons de faire en sorte que cela ne se reproduise pas. J’espère que davantage de détails seront rendus publics dès que possible afin que la communauté de la thérapie génique puisse apprendre ce qui s’est passé et élaborer des solutions pour faire avancer au mieux le domaine.

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