Terapia genica: It’s Time to Talk about High-Dose AAV

Nicole Paulk, PhD
Assistant Adjunct Professor, UCSF

Una settimana prima della conferenza virtuale del 2020 della American Society for Gene & Cell Therapy, una tragedia ha avuto luogo nelle comunità delle malattie rare e della terapia genica. Il 6 maggio, la società di terapia genica Audentes (acquisita l’anno scorso da Astellas Pharma) ha notificato alla comunità della miotubulia X-linked (XLMTM) che un bambino nel trial ASPIRO (NCT03199469) era morto per sepsi. Un’indagine è iniziata con l’aiuto dei regolatori della FDA per determinare se questo fosse collegato al trattamento con una terapia a base di virus adeno-associati (AAV) ad alte dosi.1

Purtroppo, dieci giorni fa (il 23 giugno) un secondo bambino della stessa coorte, che riceveva la stessa dose elevata di AAV, è morto anch’esso di sepsi dopo il trattamento.1 È importante in momenti cruciali come questo che noi risolviamo rapidamente e con calma ciò che è successo e mettiamo in atto misure di sicurezza per evitare che questo accada di nuovo. La fiducia dei pazienti nelle nostre terapie è fondamentale – senza di essa non abbiamo nulla.

Sulla base dei limitati dati disponibili,1 ecco cosa sappiamo finora:

La malattia: XLMTM

XLMTM è una rara malattia neuromuscolare nei ragazzi appena nati. I pazienti sperimentano una grave debolezza muscolare e ipotonia che porta a insufficienza respiratoria e problemi di alimentazione. È spesso fatale. La malattia è causata da mutazioni nel gene MTM1, che codifica per la miotubularina, una proteina essenziale per la normale funzione del muscolo scheletrico.

Il capside: AAV8

La terapia genica sperimentale AT-132 che esprime il payload terapeutico MTM1 per XLMTM è stata confezionata in un capside AAV8. Questo è un sierotipo di capside molto usato nella terapia genica. Secondo ClinicalTrials.gov, dei 180 studi interventistici di terapia genica AAV condotti fino ad oggi,2 14 hanno usato AAV8 (Tabella 1).3 È importante notare che dei quasi 250 pazienti trattati fino ad oggi con AAV8 per varie indicazioni, non si sono verificati altri eventi avversi gravi di questo grado, evidenziando il profilo di sicurezza finora eccellente di questo capside.

La dose: 3×1014 genomi del vettore per chilogrammo di peso corporeo

I due ragazzi che sono morti erano entrambi nel gruppo ad alto dosaggio dello studio ASPIRO. Hanno ricevuto 3×1014 genomi vettoriali per chilogrammo di peso corporeo (vg/kg) per via endovenosa. Questa è una delle dosi più alte di qualsiasi AAV mai somministrata ad adulti o bambini (vedi Tabella 2). Secondo le dichiarazioni dello sponsor del trial1, entrambi i ragazzi erano all’estremità superiore del cutoff di età (meno di 5 anni di età).

A titolo di esempio, se assumiamo questi ragazzi erano 4 anni, e alla gamma inferiore del peso corporeo normale per questa età data la loro condizione, poi probabilmente pesavano ~ 13.5 kg (circa 30 libbre) e avrebbero ricevuto una dose in eccesso di 4×1015 vg. In altre parole, questo è poco più di 4 quadrilioni di virus. Questa è una misura delle particelle contenenti il genoma. La quantità di capside vuoto nei lotti AT-132 non sono disponibili pubblicamente e questi aumenterebbero il carico di dose ‘AAV8’ ancora più alto. (Il campo della terapia genica non ha un test standardizzato universale per titolare i vettori AAV, quindi queste (e tutte le dosi AAV) dovrebbero essere considerate approssimative).

L’evento avverso grave: morte per sepsi

Tre ragazzi nella coorte AT-132 ad alta dose hanno sviluppato una grave malattia epatobiliare (danni al fegato e ai dotti biliari); due di questi ragazzi sono morti per infezioni batteriche e sepsi. Anche se la XLMTM è una malattia del muscolo scheletrico, le complicazioni mediche spesso includono molti altri sistemi di organi, compreso il fegato. Entrambi i ragazzi che sono morti, secondo quanto riferito, avevano una qualche forma di malattia epatobiliare preesistente (il cui tipo non è stato specificato). Questo potrebbe essere rilevante, come quasi tutte le terapie AAV traffico al fegato quando consegnato per via endovenosa, indipendentemente dall’organo bersaglio finale. Il fegato deve quindi gestire queste grandi dosi virali, che potrebbero certamente causare tossicità, soprattutto se il fegato è danneggiato in anticipo.

Relativamente, diversi altri eventi avversi gravi (di varia gravità) si sono verificati in pazienti che ricevono alte dosi sistemiche AAV (Tabella 3). Questi sono in gran parte derivati da risposte immunitarie innate (ad esempio infiammazione e attivazione del complemento) e risposte immunitarie cellulari al vettore da giorni a settimane dopo la somministrazione endovenosa.

Cosa non sappiamo

Non è chiaro come il vettore AAV8 nello studio ASPIRO sia stato prodotto, quali metodi di purificazione siano stati usati, e se i cambiamenti potrebbero migliorare la sicurezza a questa dose. Non sappiamo quali livelli di preesistenti anticorpi anti-AAV8 capside i ragazzi avevano oltre al fatto che hanno soddisfatto i criteri di inclusione di prova (non divulgati pubblicamente). Non esiste un test standardizzato per misurare i livelli preesistenti di capside anti-AAV, che rimane una sfida evidente per il campo. Questo è importante in quanto i complessi capside:anticorpo possono aver attivato il complemento in molti degli studi di cui sopra.9 Inoltre, non è stato rivelato quale malattia epatobiliare preesistente questi ragazzi avevano,1 ma presumibilmente non è stato considerato troppo grave in quanto i criteri di esclusione della sperimentazione elencati includevano “malattia epatica sottostante clinicamente significativa.”

Pensieri di partenza

E’ tempo di parlare di AAV ad alte dosi. Mentre la conversazione è iniziata,10 queste morti richiedono a tutti noi di determinare come utilizzare AAV ad alte dosi in modo sicuro, se mai. A breve termine, sono necessari ulteriori studi preclinici per prevedere meglio le dosi più sicure e i biomarcatori di tossicità, così come l’influenza di parametri come i livelli di capside vuoto, le impurità derivanti dai metodi di produzione e le diverse strategie di purificazione.

A lungo termine, dobbiamo spostare la nostra attenzione da “come possiamo usare in modo sicuro alte dosi” a “come possiamo progettare il vettore in modo da non doverlo fare”. Questo richiederà progressi su più fronti, tra cui:

  • capsule ingegnerizzate che si adattano meglio agli organi bersaglio
  • nuovi promotori ed elementi regolatori per la specificità del tessuto/ambientee il controllo commutabile
  • metodi di produzione più sicuri che simultaneamente scalano per soddisfare le richieste di produzione ma riducono anche le impurità (proteine dell’ospite e acidi nucleici indesiderati)
  • maggiore comprensione della biologia AAV durante la produzione del vettore
  • .

  • strutture genomiche a ripetizione terminale invertita (ITR) nuove e più stabili
  • migliori metodi di purificazione per ridurre ulteriormente il carico di impurità
  • strategie innovative per evitare risposte immunitarie
  • nuovi metodi di somministrazione

oltre l’ingegneria, dobbiamo anche considerare se l’uso del peso corporeo è appropriato per determinare il dosaggio. Per esempio, due bambini che pesano lo stesso devono ricevere la stessa dose di vettore se hanno livelli significativamente diversi di gravità della malattia? O che dire della differenza tra un bambino che ha subito la pubertà in modo tale che l’organo bersaglio ha finito di svilupparsi rispetto a un neonato? O anche se sono di sesso diverso? Numerosi gruppi hanno ora osservato pronunciato dimorfismo sessuale trasduzione fegato con AAV,11,12 tale che i maschi esperienza significativamente maggiore trasduzione e quindi può vedere più alta espressione rispetto alle femmine. Per la trasduzione sessualmente dimorfica, almeno abbiamo alcuni dati a cui fare riferimento quando decidiamo i dosaggi AAV. Ma per le domande intorno al dosaggio per diversi stati di sviluppo e gravità della malattia siamo gravemente carenti di dati preclinici.

La morte di questi due giovani ragazzi è devastante e i nostri cuori vanno alle loro famiglie e alla comunità XLMTM. Come scienziati e clinici, lo dobbiamo a questi ragazzi per assicurarci che questo non accada di nuovo. Spero che più dettagli saranno resi pubblici il più presto possibile in modo che la comunità della terapia genica possa imparare cosa è successo e progettare soluzioni per far progredire al meglio il campo.

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