Terapia Genética: É Tempo de Falar de Alta Dose AAV

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Nicole Paulk, PhD
Professora Adjunta, UCSF

Uma semana antes da Sociedade Americana Virtual de Gene 2020 & Conferência de Terapia Celular, uma tragédia aconteceu nas comunidades de doenças raras e terapia genética. Em 6 de maio, a empresa de terapia genética Audentes (adquirida no ano passado pela Astellas Pharma) notificou a comunidade de miopatia miotubular ligada ao X (XLMTM) que uma criança no ensaio ASPIRO (NCT03199469) tinha morrido de sepse. Uma investigação começou com a ajuda dos reguladores da FDA para determinar se isto estava relacionado ao tratamento com uma terapia com uma dose alta de vírus adeno-associado (AAV).1

Felizmente, há dez dias (em 23 de junho) uma segunda criança da mesma coorte, recebendo a mesma dose alta de AAV, também morreu de sepse após o tratamento.1 É importante em momentos cruciais como este que resolvamos rápida e calmamente o que aconteceu e coloquemos em prática salvaguardas para evitar que isto aconteça novamente. A confiança dos pacientes em nossas terapias é fundamental – sem nada.

Baseado nos dados limitados disponíveis,1 aqui está o que sabemos até agora:

A doença: XLMTM

XLMTM é uma doença neuromuscular rara em recém-nascidos. Os doentes sofrem de fraqueza muscular grave e hipotonia, o que leva à insuficiência respiratória e a desafios alimentares. É frequentemente fatal. A doença é causada por mutações no gene MTM1, que codifica a miotubularina, uma proteína essencial para a função muscular esquelética normal.

O capsid: AAV8

A terapia genética experimental AT-132 que expressa a carga útil terapêutica MTM1 para XLMTM foi acondicionada num capsid AAV8. Este é um serotipo capsid muito comumente usado em terapia genética. De acordo com ClinicalTrials.gov, dos 180 ensaios de terapia genética intervencionista de AAV realizados até o momento2, 14 utilizaram AAV8 (Tabela 1).3 É importante ressaltar que, dos cerca de 250 pacientes tratados até o momento com AAV8 para várias indicações, não ocorreram outros eventos adversos graves deste grau, destacando o excelente perfil de segurança até então existente neste capsid.

A dose: 3×1014 genomas vectoriais por quilograma de peso corporal

Os dois rapazes jovens que morreram estavam ambos no grupo de altas doses do ensaio ASPIRO. Eles receberam 3×1014 genomas vectoriais por quilograma de peso corporal (vg/kg) por administração intravenosa. Esta é uma das doses mais elevadas de qualquer VAA jamais administrada a adultos ou crianças (ver Tabela 2). De acordo com declarações do patrocinador do estudo1, ambos os meninos estavam no extremo superior do corte de idade (menos de 5 anos de idade).

Como exemplo, se assumirmos que estes meninos tinham 4 anos de idade, e na faixa inferior do peso corporal normal para esta idade dada a sua condição, então eles provavelmente pesaram ~13.5 kg e teriam recebido uma dose superior a 4×1015 vg. Em outras palavras, pouco mais de 4 quadriliões de vírus. Essa é uma medida das partículas que contêm o genoma. A quantidade de cápsulas vazias nos lotes AT-132 não está disponível publicamente e estas aumentariam ainda mais a carga da dose “AAV8”. (O campo de terapia genética não tem um ensaio universal padronizado para vetores de AAV, portanto estes (e todas as doses de AAV) devem ser considerados aproximados).

O evento adverso grave: morte por sepse

Três meninos da coorte AT-132 em altas doses desenvolveram doença hepatobiliar severa (danos ao fígado e dutos biliares); dois destes meninos morreram de infecções bacterianas e sepse. Embora o XLMTM seja uma doença muscular esquelética, as complicações médicas incluem frequentemente muitos outros sistemas de órgãos, incluindo o fígado. Ambos os meninos que morreram tiveram alguma forma de doença hepatobiliar pré-existente (que tipo não foi especificado). Isto pode ser relevante, uma vez que quase todas as terapias com AAV traficam para o fígado quando são administradas por via intravenosa, independentemente do órgão alvo eventual. O fígado deve, portanto, administrar essas grandes doses de vírus, que certamente poderiam causar toxicidade, especialmente se o fígado for danificado antes.

Relativamente, vários outros eventos adversos graves (de gravidade variável) ocorreram em pacientes que receberam AAV sistêmico em altas doses (Tabela 3). Estes resultaram em grande parte de respostas imunológicas inatas (por exemplo, inflamação e ativação do complemento) e respostas imunológicas celulares ao vetor dias a semanas após a administração intravenosa.

O que não sabemos

Não está claro como o vetor AAV8 no ensaio ASPIRO foi fabricado, que métodos de purificação foram usados e se as mudanças poderiam melhorar a segurança nesta dose. Não sabemos quais os níveis de anticorpos anti-AAV8 pré-existentes em cápsulas que os meninos tinham, além de que eles preenchiam os critérios de inclusão no ensaio (não divulgados publicamente). Não existe um ensaio padronizado para medir os níveis de anticorpos anti-AAV pré-existentes em cápsulas, o que continua a ser um desafio gritante para o campo. Isto é importante porque os complexos de anticorpos capsid:podem ter ativado o complemento em vários dos ensaios acima.9 Além disso, não foi revelado que doença hepatobiliar pré-existente esses meninos tinham,1 mas presumivelmente não foi considerada muito grave, pois os critérios de exclusão dos ensaios listados incluíam “doença hepática subjacente clinicamente significativa”

Parting thoughts

É hora de falar sobre AAV em altas doses. Enquanto a conversa já começou,10 essas mortes requerem que todos nós determinemos como usar AAV em altas doses – se for o caso. A curto prazo, estudos pré-clínicos adicionais são necessários para melhor prever doses mais seguras e biomarcadores de toxicidade, bem como a influência de parâmetros como níveis de cápsulas vazias, impurezas resultantes de métodos de fabricação e diferentes estratégias de purificação.

A longo prazo, precisamos mudar nosso foco de “como podemos usar doses altas com segurança” para “como podemos projetar o vetor para que não tenhamos que fazê-lo”. Isto exigirá avanços em múltiplas frentes, incluindo:

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  • capsids de engenharia que melhor se adaptem aos órgãos alvo
  • novos promotores e elementos reguladores para tecidos/ambientes-especificidade e controle comutável
  • métodos de fabricação que simultaneamente escalam para atender as demandas de produção, mas também reduzem as impurezas (proteínas hospedeiras e ácidos nucléicos indesejáveis)
  • compreensão crescente da biologia AAV durante a produção vetorial
  • estruturas do genoma com repetição terminal invertida (ITR) mais estável
  • melhores métodos de purificação para reduzir ainda mais a carga de impurezas
  • estratégias inovadoras para evitar respostas imunológicas
  • novos métodos de administração

Além da engenharia, devemos também considerar se o uso do peso corporal é apropriado para determinar a dosagem. Por exemplo, duas crianças que pesam o mesmo peso devem receber a mesma dose vetorial se tiverem níveis significativamente diferentes de gravidade da doença? Ou o que dizer da diferença entre uma criança que tenha sofrido uma puberdade tal que o órgão alvo se desenvolva em comparação com um bebé? Ou mesmo que sejam de um sexo diferente? Numerosos grupos já observaram uma pronunciada transdução sexual dimórfica do fígado com AAV,11,12 de tal forma que os machos experimentam uma transdução significativamente maior e, portanto, podem ver uma expressão maior do que as fêmeas. Para a transdução dimórfica sexual, pelo menos temos alguns dados para referenciar ao decidirmos as dosagens de AAV. Mas para questões em torno de dosagem para diferentes estados de desenvolvimento e severidades de doenças, estamos com grande falta de dados pré-clínicos.

As mortes destes dois jovens rapazes são devastadoras e nossos corações vão para suas famílias e para a comunidade XLMTM. Como cientistas e clínicos, devemos a esses meninos a garantia de que isso não aconteça novamente. Espero que mais detalhes sejam tornados públicos o mais rápido possível para que a comunidade de terapia genética possa aprender o que aconteceu e engendrar soluções para melhor levar o campo adiante.

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