Подобряване на доставката на RDEB генна терапия

В този проект изследователите са създали методи за генна терапия за заместване на счупения RDEB ген (колаген-7) в клетки на пациенти в лаборатория и за директно доставяне на генни редактирания в клетките на човек. Тъй като много хора са били заразени с човешки вируси и биха могли да имат имунен отговор, който би намалил ефективността на генната терапия с човешки вируси, новата система използва свински вирус. Също така е по-малко вероятно да причини странични ефекти, защото разделя вируса на две части - „ампликонен“ вектор, който съдържа генната терапия, но не и вирусни гени, и „помощен“ вирус, който не може да се възпроизвежда, но помага за създаването на генната терапия.

Новата вирусна система може да добави нова работеща рецепта за колаген-7 в кожните клетки на пациента, както и да добави инструменти за редактиране на гени, за да коригира генетична промяна в кожните клетки на пациента. Първото може временно да помогне на кожата с RDEB да се слепи по-добре, а второто може да доведе до дългосрочно подобрение.

Следващата стъпка ще бъде тестването на тези опции за генна терапия върху кожни модели, преди те да могат да бъдат разработени в кожни лечения, които биха предложили както по-ефективно заздравяване на рани, така и дългосрочна корекция на основната генетична промяна.

Изследователите са използвали клетки, отгледани в лабораторията, за да започнат да правят своята нова генна терапия.
Тяхната цел е да могат да направят генната терапия по-ефективна и в по-големи количества и те съобщават, че първоначалните им експерименти показват, че това е възможно.

Водещ изследовател:

Д-р Анхелес Менсия има повече от 20 години опит в молекулярната диагностика на редки заболявания, като участва в проектирането, валидирането и превода на диагностични инструменти, базирани на следващо поколение секвениране, включително панели за диагностициране на булозна епидермолиза. Тя има богат опит в разработването на молекулярни инструменти за редактиране на гени, които се прехвърлят в клиниката.

Съизследователи:

Д-р Силвия Гомес-Себастиан е доцент във факултета по медицина на Автономния университет в Мадрид. Тя има повече от 20 години опит в генетичната манипулация на вируси, работейки с херпесвируси през ранните си години като изследовател. Тя е работила с HSV-1 ампликонови вектори, носещи пълния локус на FRDA, за възстановяване на фратаксин (FA) в клетките на пациента с атаксия на Friedreich.

Д-р Rodolfo Murillas е старши учен в CIEMAT с богат опит в областта на кожната биология, включително епидермална трансгенеза, разработването на вирусни вектори за генна терапия на кожата и разработването на експериментални протоколи за корекция на дистрофична булозна епидермолиза чрез ген редактиране.

Д-р Мирентсу Сантос е старши учен в CIEMAT с богат опит в клетъчните култури, първичните култури, молекулярната и клетъчната биология, клетъчния цикъл и сигналните пътища.

Д-р Марта Гарсия е професор по тъканно инженерство в Universidad Carlos III de Madrid UC3M. Д-р Гарсия има дългогодишен интерес към молекулярното изследване на генодерматозата и е признат експерт в разработването на модели на хуманизирана кожа за редки дерматологични заболявания.

Даяна де Прадо е аспирантка, която работи върху своята докторска степен под ръководството на д-р Менсия и Мурилас, започвайки през 2023 г.

„Напредъкът в генните терапии за RDEB през последните години ни позволява да предвидим лечения, които са ефективни и лесни за локално приложение, но с потенциал за значително подобряване на живота на пациентите.

Успешното генно редактиране с помощта на тези вектори отваря възможността за лечение на други видове EB, като доминиращ EBS или EBD, с алел-специфични CRISPR/Cas инструменти за елиминиране на експресията на патогенни алели.

– Д-р Анхелес Менсия

Заглавие на безвъзмездната помощ: Нова платформа за генериране на по-безопасни вектори, базирани на псевдобяс херпесвирус за RDEB терапия.

Генната терапия се очертава като потенциално лечебно лечение за рецесивен дистрофичен ЕБ (RDEB) чрез различни стратегии за коригиране на мутации. Вирусните вектори са лабораторни инструменти, които се използват за транспортиране на това, което е необходимо за коригиране на мутации или за транспортиране на здрави гени, които помагат за възстановяване на засегнатия протеин. Тези лабораторни инструменти обикновено идват от различни вируси, като аденовируси или херпесен вирус.

Преди това нашата група демонстрира, че получените от аденовирус вектори са полезни за възстановяване на колаген VII и възстановяване на адхезията между дермата и епидермиса in vivo. В допълнение, новите постижения в дизайна на вирусни вектори ще позволят напредък към по-обширно и ефективно лечение на RDEB кожата. Векторите, получени от вируса на херпес, имат голям потенциал за EB генна терапия, предвид естествената им способност да инфектират кожата. Скорошно клинично изпитване използва вектор на вируса на херпес симплекс (HSV-1), за да достави функционална версия на гена COL7A1 в рани на хора с RDEB. Резултатите показват значително подобрение в заздравяването на рани и повишена устойчивост срещу образуване на мехури. Тези обещаващи резултати потвърждават потенциала на получените от херпесвирус вектори за терапия с RDEB.
В тази връзка нашият екип разработва нова векторна платформа, базирана на вируса на псевдобяс по свинете (семейство Herpesviridae), който има някои предимства пред HSV-1, тъй като е по-безопасен и по-лесен за производство в големи количества. Въз основа на тази нова платформа предлагаме да генерираме вектори за RDEB, сравними с тези, които в момента се тестват в клинични изпитвания, с потенциал за по-дълготрайна корекция след локално приложение.

Нашият екип работи усилено, за да разработи ефективни и лесни за администриране локални лечения, които биха могли да революционизират подхода към лечението на RDEB. За разлика от традиционните методи за терапия с генно присаждане, които включват инвазивни и болезнени хирургични процедури, нашият подход е фокусиран върху локални генни терапии, насочени към подобряване на зарастването на хронични рани и лезии, които не могат да бъдат лекувани с кожни присадки. Нашата лаборатория е пионер в разработването на инструменти за молекулярно редактиране на гени за корекция на RDEB мутации с потенциал за постигане на трайни подобрения. Наскоро ние успешно възстановихме колаген VII и адхезията между дермата и епидермиса в предклинични модели.

В момента разработваме нови видове вектори за тази цел, по-специално тези, получени от херпес-подобни вируси, които имат силна естествена способност да инфектират кожата и следователно могат да бъдат много ефективни при лечението на хронични рани при хора с RDEB. Обещаващите резултати от последните клинични изпитвания в Съединените щати, базирани на подходи, подобни на този, който предлагаме, ни дават увереност, че се движим в правилната посока. Тази линия на изследване представлява чудесна възможност за напредък в лечението на RDEB и ние се ангажираме да продължим работата си с ентусиазъм и строгост.

Нашата цел е да дадем надежда на страдащите от това заболяване и да подобрим качеството им на живот. Заедно можем да вървим към по-светло и по-обещаващо бъдеще за онези, които се борят с RDEB.

Нови вектори, получени от херпесвирус, имат голямо обещание за лечение на епидермолиза, предлагайки потенциален лек за това изтощително състояние на кожата. За да бъдат тези лечения жизнеспособни за клинична употреба, от решаващо значение е тези вектори да се произвеждат в големи количества. Ампликоновите вектори, подклас от вектори, получени от херпес, представляват по-безопасна алтернатива, тъй като им липсват вирусни гени. Процесът на тяхното производство обаче се усложнява от необходимостта от съвместно производство с помощни херпесни вируси.

Нашият проект предлага иновативна производствена платформа, предназначена да подобри добива на терапевтични вектори, като по този начин оптимизира качеството на крайните препарати. В началната фаза ние модифицирахме клетките продуценти на PK15, за да произведем преференциално желания вектор чрез елиминиране на помощни вируси. Този подход успешно измести съотношението вектор/помощник в полза на терапевтичния вектор, служейки като доказателство за концепцията за тази производствена стратегия и демонстрирайки ефикасността на нашия дизайн. Продължавайки напред, ние избираме конкретни клетъчни клонинги, за да усъвършенстваме и подобрим производствената платформа. Очаква се клонова популация да подобри значително инактивирането на помощни вектори, като по този начин увеличи производството на терапевтични вектори.

Тази работа, станала възможна благодарение на щедрото финансиране от DEBRA UK, е не само значителен напредък в векторното производство, но и критична стъпка към разработването на усъвършенствани терапевтични възможности. Предлага надежда и по-светло бъдеще за пациентите, страдащи от епидермолиза, като предвещава нови лечения и подобрено качество на живот. От доклада за напредъка за 2024 г.

Нашият проект изследва векторна система с херпесвирус, предназначена да отговори както на преходни, така и на постоянни терапевтични нужди при булозна епидермолиза (EB). Разработването на локални лечения за хроничните лезии и рани, страдащи от пациенти с EB, вече е постижимо благодарение на напредъка в предклиничните изследвания. Този напредък е постигнат на два фронта: молекулярна биология и генна терапия.

Първият напредък е разработването на генетични инструменти за коригиране на генетичните мутации на заболяването, използвайки технология за генно редактиране. Нашата работа ни позволи да адаптираме най-универсалния инструмент за генно редактиране, системата CRISPR, за да коригираме клетки от пациенти с високо разпространена мутация в екзон 80 на гена COL7A1 и да гарантираме, че третираните с CRISPR клетки възстановяват производството на колаген VII(C7) и адхезията между дермата и епидермиса.

Вторият напредък се отнася до носителите, използвани за доставяне на коригиращите инструменти до кожата на пациентите. През последните години клинични изпитвания демонстрираха потенциала на вектори, получени от херпесни вируси, да модифицират генетично кожните клетки, когато се прилагат локално под формата на крем. Тези вектори, вече одобрени за клинична употреба от FDA и EMA, позволяват временно възстановяване на експресията на C7 в приложената област на кожни лезии при пациенти с EB, улеснявайки заздравяването на рани. Новият херпесен вирусен вектор, разработен тук, възпроизвежда това преходно доставяне на протеин, което има потенциал да позволи бързо заздравяване на рани. В допълнение, интегрирането на възможността за генно редактиране на CRISPR позволява на същата векторна платформа да има потенциал за трайно възстановително лечение при пациенти, носещи мутации в колагеновия домейн.

В този проект конструирахме и двата вида вектори и ги произведохме върху нова платформа за херпесен вектор, получена от херпесен вирус, който естествено засяга свинете (вирусът на псевдобяс при свинете). Тази платформа е алтернатива на разработената за херпес симплекс, с потенциални предимства. Първото е липсата на имунитет към този вектор при хората, което би улеснило лечението. Второто е дизайнът под формата на вектор без вирусни гени, така нареченият „ампликонен“ вектор, който е предимство по отношение на по-ниска токсичност, имуногенност и подобрени нива на експресия на вектора. Разработването на ампликонен дизайн за този херпесен вирусен вектор изисква модификации на системата, за да се произведат полезни количества вектори с възможно най-малко съпътстващ нерепликиращ се вирус (наречен помощен вирус). Тази самоинактивираща се платформа е успешно завършена.

Разработихме цялостна система за производство на ампликонни вектори на псевдорабичен херпесвирус, включително клетки, които действат като производители на вируси, ампликони, капсулирани в херпесвирусни контейнери, и модифициран помощен вирус, предназначен да предотврати собствената си репликация в клетките. Тази система представлява значителен напредък в технологията за генна терапия, като ефективно се справя с ключови предизвикателства при производството на вектори. Използвахме новата платформа, за да генерираме вектор за възстановяване на C7 чрез добавяне (с потенциал за лечение на всеки пациент с RDEB за временно възстановяване на адхезията между дермата и епидермиса) и друг вектор за възстановяване на C7 чрез редактиране (с потенциал за лечение на пациенти с високоразпространена мутация в екзон 80 за дългосрочно възстановяване на адхезията). Тествахме и двата вектора и демонстрирахме тяхната функционалност в кератиноцитна линия, получена от пациент, носещ мутация в екзон 80. Необходима е допълнителна работа за детайлизиране на производствените протоколи, докато не можем да произведем полезни количества от векторите с възможно най-малко замърсяване от помощния вектор, но платформата се е доказала като функционална и ние вярваме, че нейното разработване има голям потенциал за производство на нови херпесвирусни вектори за лечение не само на RDEB, но и на други форми на генодерматоза, свързани с други гени.

Следващата стъпка ще бъде тестването на тези векторни продукции в предклинични in vivo модели, като тези, които имаме в нашата лаборатория, използвайки кожа на пациенти, регенерирана в имунодефицитни модели, и модел на RDEB. Разработването на тази нова векторна платформа отваря нови възможности не само за лечение на рецесивен дистрофичен EB, но и за справяне с други генетични състояния, включващи кожни заболявания. Чрез комбиниране на CRISPR генно редактиране с усъвършенствани системи за доставяне на вируси, ние се стремим да предоставим на пациенти с EB локални продукти, които предлагат както незабавно заздравяване на рани, така и дългосрочна корекция на основния генетичен дефект. Вярваме, че този подход има потенциала да трансформира ландшафта на лечението на EB и подобни заболявания. (От окончателния доклад за напредъка 2025 г.)