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

Nicole Paulk, PhD
Assistant Adjunct Professor, UCSF

Tydzień przed wirtualną konferencją 2020 American Society for Gene & Cell Therapy miała miejsce tragedia w społecznościach chorób rzadkich i terapii genowej. 6 maja firma Audentes (przejęta w zeszłym roku przez Astellas Pharma), zajmująca się terapią genową, poinformowała społeczność miopatii miotubularnej sprzężonej z chromosomem X (XLMTM), że dziecko biorące udział w badaniu ASPIRO (NCT03199469) zmarło z powodu sepsy. Z pomocą organów regulacyjnych FDA rozpoczęto dochodzenie w celu ustalenia, czy było to związane z leczeniem dużą dawką wirusa adeno-associated virus (AAV).1

Niestety, dziesięć dni temu (23 czerwca) drugie dziecko z tej samej kohorty, otrzymujące tę samą dużą dawkę AAV, również zmarło na sepsę po leczeniu.1 W takich kluczowych momentach jak ten ważne jest, abyśmy szybko i spokojnie wyjaśnili, co się stało i wprowadzili zabezpieczenia, aby zapobiec powtórzeniu się takiej sytuacji. Zaufanie pacjentów do naszych terapii jest najważniejsze – bez niego nie mamy nic.

W oparciu o ograniczone dostępne dane,1 oto co wiemy do tej pory:

Choroba: XLMTM

XLMTM jest rzadką chorobą nerwowo-mięśniową występującą u nowo narodzonych chłopców. Pacjenci doświadczają ciężkiego osłabienia mięśni i hipotonii, co prowadzi do niewydolności oddechowej i problemów z karmieniem. Często jest to choroba śmiertelna. Choroba jest spowodowana mutacjami w genie MTM1, który koduje miotubulinę, białko niezbędne do prawidłowego funkcjonowania mięśni szkieletowych.

Kapsydy: AAV8

Doświadczalna terapia genowa AT-132, która wyraża terapeutyczny ładunek MTM1 dla XLMTM, została zapakowana w kapsyd AAV8. Jest to bardzo często używany serotyp kapsydu w terapii genowej. Według ClinicalTrials.gov, spośród 180 przeprowadzonych do tej pory interwencyjnych badań terapii genowej AAV,2 14 wykorzystało AAV8 (Tabela 1).3 Co ważne, spośród prawie 250 pacjentów leczonych do tej pory za pomocą AAV8 w różnych wskazaniach, nie wystąpiły żadne inne poważne zdarzenia niepożądane tego stopnia, co podkreśla dotychczasowy doskonały profil bezpieczeństwa tego kapsydu.

Dawka: 3×1014 genomów wektora na kilogram masy ciała

Dwaj młodzi chłopcy, którzy zmarli, byli obaj w grupie otrzymującej wysoką dawkę w badaniu ASPIRO. Otrzymali oni 3×1014 genomów wektorowych na kilogram masy ciała (vg/kg) przez podanie dożylne. Jest to jedna z najwyższych dawek AAV kiedykolwiek podawanych dorosłym lub dzieciom (patrz Tabela 2). Zgodnie z oświadczeniami sponsora badania1, obaj chłopcy byli na wyższym końcu granicy wieku (mniej niż 5 lat).

Jako przykład, jeśli założymy, że ci chłopcy mieli 4 lata i w dolnym zakresie normalnej masy ciała dla tego wieku, biorąc pod uwagę ich stan, to prawdopodobnie ważyli ~13.5 kg (około 30 funtów) i otrzymaliby dawkę przekraczającą 4×1015 vg. Innymi słowy, jest to nieco ponad 4 kwadryliony wirusów. To jest miara cząstek zawierających genom. Ilość pustych kapsydów w partiach AT-132 nie jest publicznie dostępna i zwiększyłyby one obciążenie dawką „AAV8” jeszcze bardziej. (W dziedzinie terapii genowej nie ma uniwersalnego, standaryzowanego testu do miareczkowania wektorów AAV, dlatego te (i wszystkie dawki AAV) należy traktować jako przybliżone).

Poważne zdarzenie niepożądane: zgon z powodu sepsy

Trzech chłopców w kohorcie otrzymującej wysokie dawki AT-132 rozwinęło poważną chorobę wątrobowo-żółciową (uszkodzenie wątroby i dróg żółciowych); dwóch z tych chłopców zmarło z powodu infekcji bakteryjnych i sepsy. Chociaż XLMTM jest chorobą mięśni szkieletowych, powikłania medyczne często obejmują wiele innych układów narządów, w tym wątrobę. Obaj chłopcy, którzy zmarli, mieli podobno jakąś formę istniejącej wcześniej choroby wątroby i dróg żółciowych (nie sprecyzowano, jakiego rodzaju). Może to być istotne, ponieważ prawie wszystkie terapie AAV przenoszą się do wątroby, gdy są dostarczane dożylnie, niezależnie od narządu docelowego. Wątroba musi zatem zarządzać tymi dużymi dawkami wirusów, co z pewnością może powodować toksyczność, zwłaszcza jeśli wątroba jest wcześniej uszkodzona.

Podobnie, kilka innych poważnych zdarzeń niepożądanych (o różnym nasileniu) wystąpiło u pacjentów otrzymujących systemowe AAV w dużych dawkach (Tabela 3). Wynikały one w dużej mierze z wrodzonych odpowiedzi immunologicznych (np. zapalenie i aktywacja dopełniacza) oraz komórkowych odpowiedzi immunologicznych na wektor od kilku dni do kilku tygodni po podaniu dożylnym.

Czego nie wiemy

Nie jest jasne, w jaki sposób wyprodukowano wektor AAV8 w badaniu ASPIRO, jakie metody oczyszczania zastosowano i czy zmiany mogłyby poprawić bezpieczeństwo przy tej dawce. Nie wiemy, jakie poziomy istniejących wcześniej przeciwciał przeciwko kapsydowi AAV8 mieli chłopcy, poza tym, że spełniali kryteria włączenia do badania (nieujawnione publicznie). Nie ma standaryzowanego testu do pomiaru wcześniej istniejącego poziomu kapsydu anty-AAV, co pozostaje rażącym wyzwaniem w tej dziedzinie. Jest to ważne, ponieważ kompleksy kapsyd:przeciwciało mogły aktywować dopełniacz w kilku z powyższych prób.9 Dodatkowo, nie ujawniono, jaką istniejącą wcześniej chorobę wątroby i dróg żółciowych mieli ci chłopcy,1 ale przypuszczalnie nie była ona uważana za zbyt poważną, ponieważ wymienione kryteria wykluczenia z badań obejmowały „klinicznie istotną chorobę wątroby.”

Myślenie na półmetku

Nadszedł czas, aby porozmawiać o wysokich dawkach AAV. Chociaż rozmowa już się rozpoczęła,10 te zgony wymagają od nas wszystkich określenia, jak bezpiecznie stosować AAV w dużych dawkach – jeśli w ogóle. W perspektywie krótkoterminowej potrzebne są dodatkowe badania przedkliniczne, aby lepiej przewidzieć bezpieczniejsze dawki i biomarkery toksyczności, a także wpływ parametrów takich jak poziomy pustego kapsydu, zanieczyszczenia wynikające z metod produkcji i różnych strategii oczyszczania.

W perspektywie długoterminowej musimy przenieść naszą uwagę z „jak możemy bezpiecznie stosować wysokie dawki” na „jak możemy zaprojektować wektor, abyśmy nie musieli tego robić”. To będzie wymagać postępów na wielu frontach, włączając:

  • stworzone kapsydy, które lepiej przylegają do narządów docelowych
  • nowe promotory i elementy regulacyjne dla tkanki/środowiska- specyficzności i przełączalnej kontroli.Specyficzność i możliwość przełączania
  • lepsze metody produkcji, które jednocześnie spełniają wymagania produkcyjne, ale również redukują zanieczyszczenia (białka gospodarza i niepożądane kwasy nukleinowe)
  • poszerzone zrozumienie biologii AAV podczas produkcji wektora
  • lepsze zrozumienie biologii AAV podczas produkcji wektora
  • nowatorskie metody produkcji, które jednocześnie spełniają wymagania produkcyjne, ale również redukują zanieczyszczenia (białka gospodarza i niepożądane kwasy nukleinowe)
  • nowatorskie i bardziej stabilne struktury genomu z odwróconym powtórzeniem terminalnym (ITR)
  • lepsze metody oczyszczania w celu dalszego zmniejszenia obciążenia zanieczyszczeniami
  • innowacyjne strategie unikania reakcji immunologicznych
  • nowe metody podawania

Poza inżynierią, musimy również rozważyć, czy użycie masy ciała jest odpowiednie do określenia dawkowania. Na przykład, czy dwoje dzieci, które ważą tyle samo, powinno otrzymać tę samą dawkę wektora, jeśli mają one znacząco różne poziomy nasilenia choroby? Albo co z różnicą pomiędzy dzieckiem, które przeszło okres dojrzewania, tak że narząd docelowy jest w trakcie rozwoju, w porównaniu z niemowlęciem? Albo nawet jeśli są różnej płci? Liczne grupy zaobserwowały obecnie wyraźny dymorfizm płciowy transdukcji wątroby za pomocą AAV,11,12 taki, że mężczyźni doświadczają znacznie większej transdukcji i w związku z tym mogą widzieć wyższą ekspresję niż kobiety. W przypadku dymorficznej transdukcji płciowej, przynajmniej mamy pewne dane, do których możemy się odnieść przy podejmowaniu decyzji o dawkowaniu AAV. Ale dla pytań dookoła dawkowania dla różnych stanów rozwojowych i ciężkości choroby jesteśmy poważnie brakujący w przedklinicznych danych.

Śmierć tych dwóch młodych chłopców jest druzgocąca i nasze serca wychodzą do ich rodzin i wspólnoty XLMTM. Jako naukowcy i klinicyści, jesteśmy winni to tym chłopcom by upewnić się , że to nie zdarza się znowu. Mam nadzieję, że więcej szczegółów zostanie podanych do publicznej wiadomości tak szybko jak to możliwe, aby społeczność terapii genowej mogła dowiedzieć się co się stało i opracować rozwiązania, które najlepiej posuną tę dziedzinę do przodu.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.