עריכת גנים של CRISPR טומנת בחובה פוטנציאל רב לטיפול בסוג נדיר של עיוורון

ניוון רשתית יכול להיות תורשתי או נרכש. במקרה הראשון, זוהי מחלה חשוכת מרפא ומתקדמת. מחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת הרפואי של ניו אינגלנד בחן את השימוש הפוטנציאלי בעריכת גנים לתיקון ניוון רשתית מולד בשם CEP290, הגורם לאובדן ראייה מוקדם.

ניוון רשתית תורשתי נגרם על ידי מוטציות פתוגניות באחד מיותר מ-280 גנים. מוטציות אלו גורמות לקולטני האור (מוטות וחרוטים רגישים לאור) ברשתית לתפקד בצורה לא נכונה ולמות, מה שמוביל לאובדן ראייה אצל אנשים שנפגעו. מצבים אלו הם גורם מוביל לעיוורון ברחבי העולם.

בניוון רשתית הקשור ל-CEP290 או אמאורוזיס של לבר, חלבון הצנטרוזום המוטנטי 290 (CEP290) גורם לעיוורון חלקי או מלא בעשר השנים הראשונות לחיים. לכן, זהו הגורם המוביל לעיוורון גנטי אצל ילדים הנגרם מנזק לרשתית.

וריאנט גנטי אחד, הנקרא p.Cys998X, אחראי ליותר משלושה רבעים ממקרי המצב בארה"ב בלבד. התפקוד התקין של CEP290 נחסם על ידי החדרת מקטע קידוד יחיד במהלך התעתוק. מחסור במולקולה זו משבש את הפעולה הרירית התקינה על קולטני אור.

נכון לעכשיו, אין תרופה. טיפול תומך כולל שימוש בזכוכיות מגדלת ובכתב ברייל, וכן שינויים בבית כדי ליצור סביבה בטוחה לאנשים עם לקויות ראייה.

ברמת הרקמה, מוטות ואצטרובלים מתפרקים בחלקים החיצוניים של הרשתית עקב היעדר ריסים חושיים במצב זה. מוטות ברשתית האמצעית-פריפרית מתים, בעוד שאצטרובלים נשארים במקולה, הנקודה המרכזית של הרשתית.

מאפיין אופייני לחולים אלו הוא ניתוק בין מבנה הרשתית לתפקודה. רכיבים פרוקסימליים של מסלול הראייה נותרו שלמים, דבר המצביע על כך שניתן להשתמש בקולטני האור בעיניים אלו כדי לשקם את הראייה. גישות שונות הנחקרות כוללות שימוש באוליגונוקלאוטידים כדי למנוע ביטוי של האקסון המוכנס או החדרת גרסה מיניאטורית של הגן CEP290 לתא.

הטכנולוגיה העדכנית ביותר כוללת שימוש בעריכת גנים באמצעות הזרקת EDIT-101. היא מבוססת על שימוש במערכת CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) בשילוב עם חלבון Cas9 (CRISPR-associated protein 9) כדי לחסל את הווריאנט הפתוגני IVS26. מחקר זה נועד לחקור את הבטיחות והיעילות של טיפול זה.

החוקרים החליטו לערוך מחקר פתוח שבו ניתנו למשתתפים מנות בודדות של התרופה בסדר עולה. מחקר פאזה 1-2 זה נועד להעריך את בטיחות התרופה, כאשר גם תוצאי יעילות משניים נבדקו.

נקודות הסיום של הבטיחות כללו אירועים שליליים ורעילות בלתי מקובלת שמנעו שימוש במינון הרלוונטי. היעילות נמדדה במגוון דרכים, כולל חדות ראייה מתוקנת, רגישות רשתית, הערכת איכות חיים הקשורה לראייה ובדיקת ניידות ניווט ראייה.

הגן EDIT-101 הוזרק לשנים עשר מבוגרים ושני ילדים. גיל המבוגרים נע בין 17 ל-63, בעוד שהילדים היו בני תשע וארבע עשרה, בהתאמה. לכולם היה לפחות עותק אחד של וריאנט IV26.

המינונים נעו בין 6×10^11 גנומים וקטוריים/מ"ל ל-3×10^12 גנומים וקטוריים/מ"ל. שניים, חמישה וחמישה מבוגרים קיבלו מינונים נמוכים, בינוניים וגבוהים, בהתאמה. ילדים קיבלו את המינון הבינוני.

כל הזריקות ניתנו לעין עם הביצועים הגרועים ביותר, עין המחקר.

מה הראה המחקר? לרוב המשתתפים הייתה אובדן חדות ראייה חמור מתחת ל-1.6 logMAR. ניתן היה לבדוק את חדות הראייה רק באמצעות מבחן הראייה השרידי של ברקלי. הרגישות הספקטרלית גדלה בלפחות 3 יחידות לוגריתם, ותפקוד המוט לא היה ניתן לגילוי אצל אף המשתתפים.

עם זאת, עובי שכבת הפוטו-רצפטור היה בטווח הנורמלי ברוב החולים, כצפוי.

רוב תופעות הלוואי היו קלות, כחמישית היו בינוניות, ורק כ-40% היו קשורות לטיפול. לא היו תופעות לוואי חמורות הקשורות לטיפול ולא היו רעילות מגבילות מינון. מבנה הרשתית לא הראה שינויים שליליים, דבר המדגים בטיחות מקובלת של התרופה.

באשר ליעילותו, מחקר ראשוני הראה שיפורים משמעותיים בראיית הקונוסים בהשוואה לרמות הבסיסיות אצל שישה חולים. מתוכם, חמישה הראו שיפור לפחות בתחום אחד נוסף.

שיפור לפחות באחד מהתחומים הבאים (חדות ראייה מתוקנת בצורה הטובה ביותר, רגישות לאור אדום או ניידות מבוססת ראייה) נצפה בתשעה חולים, או כמעט שניים מתוך שלושה בקבוצה כולה. כמעט 80% הראו שיפור במדד ביצועים אחד לפחות, ושישה הראו שיפור בשני מדדים או יותר.

ארבעה הראו עלייה של 0.3 logMAR בחדות הראייה המתוקנת בצורה הטובה ביותר, ובכך עמדו בקריטריונים לשיפור משמעותי קלינית. מבין אלה, שלושה דיווחו על שיפור כבר שלושה חודשים לאחר ההזרקה. השינוי הממוצע בפרמטר זה עבור כלל הקבוצה היה -0.21 logMAR.

עבור כמעט מחצית הקבוצה (6/14), רגישות הקונוסים לאור בתדרים שונים, אדום, לבן וכחול, הראתה עלייה משמעותית ויזואלית בעין המחקר בהשוואה לעין הביקורת, חלקם לאחר שלושה חודשים בלבד. כולם קיבלו מינונים בינוניים וגבוהים. שניים הראו שיפור של >1 logMAR, המקסימום האפשרי עבור קונוסים בלבד.

רגישות בתיווך חרוט הייתה הגבוהה ביותר בחולים עם פגיעה חמורה ביותר בתחילת המחקר. כמעט כל החולים עם שיפור בתפקוד החרוט הראו גם שיפור במדד אחד או יותר.

ארבעה משתתפים הראו שיפור משמעותי מבחינה ויזואלית ביכולתם לנווט בשבילים מורכבים יותר בהשוואה לנקודת הבסיס, אחד מהם המשיך להראות שיפור זה במשך שנתיים לפחות.

שישה משתתפים חוו עלייה משמעותית קלינית בציוני איכות החיים הקשורים לראייה.

"תוצאות אלו מאשרות את קיומה של עריכת גנים פרודוקטיבית in vivo על ידי EDIT-101, רמות טיפוליות של ביטוי חלבון CEP290, ושיפור תפקוד קולטני האור של קונוסים."

מחקר קטן זה הדגים פרופיל בטיחות גבוה ושיפור בתפקוד קולטני אור לאחר מתן EDIT-101 למשתתפים. תוצאות אלו "תומכות במחקרים נוספים in vivo של עריכת גנים באמצעות CRISPR-Cas9 לטיפול בניוון רשתית תורשתי הנגרם על ידי הווריאנט IVS26 CEP290 וסיבות גנטיות אחרות."

תחומים הראויים למחקר נוסף כוללים את הממצא ששיפור בתפקוד החרוטים לאחר טיפול אינו מקביל לשיפור בחדות הראייה, שהוא מדד בעל משמעות קלינית. שנית, התערבות מוקדמת יותר עשויה להניב תוצאות טובות יותר. לבסוף, מיקוד בשני העותקים של הגן עשוי להביא לתועלת טיפולית גדולה יותר.