Генная терапия

Генная терапия — это медицинская технология , целью которой является достижение терапевтического эффекта посредством манипулирования экспрессией генов или изменения биологических свойств живых клеток.

Первая попытка модификации человеческой ДНК была предпринята в 1980 году Мартином Клайном , но первый успешный перенос ядерных генов у человека, одобренный Национальными институтами здравоохранения , был осуществлен в мае 1989 года. Первое терапевтическое использование переноса генов, а также первое прямое встраивание ДНК человека в ядерный геном было осуществлено Френчем Андерсоном в ходе исследования, начавшегося в сентябре 1990 года. В период с 1989 по декабрь 2018 года было проведено более 2900 клинических испытаний, в которых участвовало более половина из них в фазе I. В 2003 году Гендицин стал первой генной терапией, получившей одобрение регулирующих органов. С этого времени были одобрены другие препараты генной терапии, такие как Glybera (2012), Стримвелис (2016), Kymriah (2017), Luxturna (2017), Onpattro (2018), Zolgensma (2019), Abecma (2021), Адстиладрин , Роктавиан и Хемгеникс (весь 2022 год). Большинство этих подходов используют аденоассоциированные вирусы (AAV) и лентивирусы для выполнения вставок генов in vivo и ex vivo соответственно. AAV характеризуются стабилизацией вирусного капсида , более низкой иммуногенностью, способностью трансдуцировать как делящиеся, так и неделящиеся клетки, способностью специфически интегрировать сайт и достигать долгосрочной экспрессии при лечении in vivo. Подходы ASO / siRNA , подобные тем, которые применяются Alnylam и Ionis Pharmaceuticals, требуют невирусных систем доставки и используют альтернативные механизмы доставки в клетки печени посредством транспортеров GalNAc .

Не все медицинские процедуры, которые вносят изменения в генетический состав пациента, можно считать генной терапией. трансплантация костного мозга и трансплантация органов в целом приводят к введению чужеродной ДНК пациентам. Было обнаружено, что

Предыстория

возможность добавления новых генетических функций к млекопитающих клеткам Генная терапия впервые была задумана в 1960-х годах, когда начали исследовать . Было опробовано несколько способов сделать это, включая инъекцию генов с помощью микропипетки непосредственно в живую клетку млекопитающего и воздействие на клетки осадка ДНК , содержащего нужные гены. Ученые предположили, что вирус также можно использовать в качестве носителя или вектора для доставки новых генов в клетки.

Одним из первых ученых, сообщивших об успешном прямом включении функциональной ДНК в клетку млекопитающего, была биохимик доктор Лоррейн Марквардт Краус (6 сентября 1922 г. - 1 июля 2016 г.). в Университете Теннесси в Теннесси , США . В 1961 году ей удалось генетически изменить гемоглобин клеток , костного мозга взятых у больного серповидноклеточной анемией . пациента Она сделала это, инкубировав клетки в культуре ткани с ДНК , полученной от донора с нормальным гемоглобином . В 1968 году исследователи Теодор Фридман , Джей Сигмиллер и Джон Субак-Шарп из Национального института здравоохранения (NIH), Бетесда, США, успешно исправили генетические дефекты, связанные с синдромом Леша-Нихана , изнурительным неврологическим заболеванием , путем добавления чужеродных ДНК культивируемых клеток, собранных у пациентов, страдающих этим заболеванием.

Первую, безуспешную попытку генной терапии (а также первый случай медицинского переноса чужеродных генов человеку, не считая трансплантации органов ) осуществил генетик Мартин Клайн из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, штат Калифорния , США. 10 июля 1980 года. Клайн утверждал, что один из генов у его пациентов был активен шесть месяцев спустя, хотя он никогда не публиковал эти данные и не проверял их.

После обширных исследований на животных на протяжении 1980-х годов и испытаний по мечению бактериальных генов на людях в 1989 году первая генная терапия, получившая широкое признание как успешная, была продемонстрирована в исследовании, которое началось 14 сентября 1990 года, когда Ашанти ДеСильва лечилась от ADA - SCID .

Первое соматическое лечение, которое привело к постоянным генетическим изменениям, было начато в 1993 году. Цель состояла в том, чтобы вылечить злокачественные опухоли головного мозга с помощью рекомбинантной ДНК для переноса гена, делающего опухолевые клетки чувствительными к лекарству, которое, в свою очередь, приведет к гибели опухолевых клеток.

Полимеры либо транслируются в белки , либо мешают экспрессии целевых генов , либо, возможно, корректируют генетические мутации . Наиболее распространенная форма использует ДНК , которая кодирует функциональный терапевтический ген для замены мутировавшего гена. Молекула полимера упакована в « вектор », который переносит молекулу внутрь клеток.

Ранние клинические неудачи привели к отказу от генной терапии. Клинические успехи с 2006 г. вновь привлекли внимание исследователей, хотя по состоянию на 2014 г. , это все еще была в основном экспериментальная методика. К ним относится лечение заболеваний сетчатки, врожденного амавроза Лебера. и хороидеремия , Х-сцепленный SCID , АДА-СКИД, адренолейкодистрофия , хронический лимфоцитарный лейкоз (ХЛЛ), острый лимфоцитарный лейкоз (ОЛЛ), множественная миелома , гемофилия , и болезнь Паркинсона . С 2013 по апрель 2014 года американские компании инвестировали в эту область более 600 миллионов долларов.

Первая коммерческая генная терапия Gendicine была одобрена в Китае в 2003 году для лечения некоторых видов рака. В 2011 году Неоваскулген был зарегистрирован в России как первый в своем классе генотерапевтический препарат для лечения заболеваний периферических артерий , в том числе критической ишемии конечностей . В 2012 году препарат Глибера , препарат для лечения редкого наследственного заболевания — дефицита липопротеинлипазы , стал первым препаратом, одобренным для клинического применения в Европе и США после его одобрения Европейской комиссией .

После первых достижений в области генной инженерии бактерий, клеток и мелких животных ученые начали думать о том, как применить ее в медицине. Были рассмотрены два основных подхода – замена или разрушение дефектных генов. Ученые сосредоточились на заболеваниях, вызванных дефектами одного гена, таких как муковисцидоз , гемофилия, мышечная дистрофия , талассемия и серповидноклеточная анемия . Глибера лечит одно из таких заболеваний, вызванное дефектом липопротеинлипазы .

ДНК необходимо ввести, достичь поврежденных клеток, проникнуть в клетку и либо экспрессировать, либо разрушить белок. Были изучены различные методы доставки. Первоначальный подход заключался в включении ДНК в сконструированный вирус для доставки ДНК в хромосому . «голой ДНК» Также изучались подходы к использованию , особенно в контексте разработки вакцин .

Как правило, усилия были сосредоточены на введении гена, который вызывает экспрессию необходимого белка. Совсем недавно более глубокое понимание функции нуклеаз привело к более прямому редактированию ДНК с использованием таких методов, как нуклеазы с цинковыми пальцами и CRISPR . Вектор включает гены в хромосомы. Экспрессированные нуклеазы затем нокаутируют и заменяют гены в хромосоме. По состоянию на 2014 год эти подходы включают удаление клеток у пациентов, редактирование хромосомы и возвращение трансформированных клеток пациентам.

Редактирование генов — это потенциальный подход к изменению генома человека для лечения генетических заболеваний. вирусные заболевания, и рак. По состоянию на 2020 год эти подходы изучаются в клинических испытаниях.

Классификация

Широта определения

В 1986 году на заседании Медицинского института генная терапия определялась как добавление или замена гена в определенном типе клеток. В том же году FDA объявило, что оно обладает юрисдикцией по разрешению «генной терапии» без определения этого термина. В 1993 году FDA добавило очень широкое определение любого лечения, которое «модифицирует или манипулирует экспрессией генетического материала или изменяет биологические свойства живых клеток». В 2018 году это понятие было сужено до «продуктов, которые опосредуют свое действие путем транскрипции или трансляции переданного генетического материала или путем специфического изменения генетических последовательностей хозяина (человека)».

В статье в 2018 году в Журнале права и биологических наук Шерков и др. выступал за более узкое определение генной терапии, чем определение FDA, в свете новой технологии, которая будет включать любое лечение, которое намеренно и навсегда изменяет геном клетки, при этом определение генома включает эписомы вне ядра, но исключает изменения, вызванные утратой эписом. через некоторое время. Это определение также исключает введение клеток, которые не были получены от пациента сами по себе, но включает подходы ex vivo и не будет зависеть от используемого вектора.

Во время пандемии COVID-19 некоторые ученые настаивали на том, что вакцины мРНК от COVID не являются генной терапией, чтобы предотвратить распространение неверной информации о том, что вакцина может изменить ДНК. Другие ученые утверждали, что вакцины были генной терапией, поскольку они вводили генетический материал в организм. клетка. Фактчекеры , такие как Full Fact , Рейтер , ПолитиФакт , и FactCheck.org сказал, что называть вакцины генной терапией неправильно. Ведущий подкаста Джо Роган подвергся критике за то, что назвал мРНК-вакцины генной терапией, как и британский политик Эндрю Бриджен , а служба проверки фактов Full Fact призвала исключить Бриджена из консервативной партии за это и другие заявления.

Гены присутствуют или добавлены

Генная терапия предполагает множество форм добавления различных нуклеиновых кислот в клетку . Генная аугментация добавляет в клетку новый ген, кодирующий белок. Одной из форм увеличения генов является заместительная генная терапия , лечение моногенных рецессивных заболеваний, при которых один ген не функционирует и добавляется дополнительный функциональный ген. Для заболеваний, вызванных множественными генами или доминантным геном, более подходящими являются подходы подавления генов или редактирования генов, но генов добавление , форма увеличения генов, при которой добавляется новый ген, может улучшить функцию клеток без изменения генов, вызывающих заболевание.

Типы ячеек

Генную терапию можно разделить на два типа в зависимости от типа клеток, на которые она воздействует: генная терапия соматических клеток и генная терапия зародышевой линии.

При генной терапии соматических клеток (SCGT) терапевтические гены переносятся в любую клетку, кроме гаметы , зародышевой клетки , гаметоцита или недифференцированной стволовой клетки . Любые такие модификации затрагивают только отдельного пациента и не наследуются потомством . Соматическая генная терапия представляет собой основное направление фундаментальных и клинических исследований, в которых терапевтическая ДНК (либо интегрированная в геном , либо в виде внешней эписомы или плазмиды ) используется для лечения заболеваний. более 600 клинических испытаний с использованием SCGT. В настоящее время проводится в США. Большинство из них сосредоточено на тяжелых генетических нарушениях, включая иммунодефициты , гемофилию , талассемию и муковисцидоз . Такие единичные генные нарушения являются хорошими кандидатами на терапию соматическими клетками. Полная коррекция генетического нарушения или замена нескольких генов пока невозможна. Лишь немногие из испытаний находятся на продвинутой стадии.

При зародышевой линии генной терапии (GGT) зародышевые клетки ( сперматозоиды или яйцеклетки ) модифицируются путем введения функциональных генов в их геномы. Модификация зародышевой клетки приводит к тому, что все клетки организма содержат модифицированный ген. Таким образом, изменения передаются по наследству и последующим поколениям. Австралия, Канада, Германия, Израиль, Швейцария и Нидерланды. запретить применение ГГТ у людей по техническим и этическим причинам, включая недостаточные знания о возможных рисках для будущих поколений. и более высокие риски по сравнению с SCGT. В США нет федерального контроля, конкретно касающегося генетической модификации человека (кроме правил FDA для терапии в целом).

in vivo и

При генной терапии in vivo пациенту вводят вектор (обычно вирус), который затем достигает желаемого биологического эффекта путем передачи генетического материала (например, недостающего белка) в клетки пациента. При ex vivo генной терапии , такой как терапия CAR-T , собственные клетки пациента (аутологичные) или здоровые донорские клетки (аллогенные) модифицируются вне организма (следовательно, ex vivo ) с использованием вектора для экспрессии определенного белка, такого как химерный антигенный рецептор.

Генная терапия in vivo считается более простой, поскольку не требует сбора митотических клеток. Однако генная терапия ex vivo лучше переносится и менее связана с тяжелыми иммунными реакциями. Смерть Джесси Гелсингера в ходе исследования аденовирусного лечения дефицита орнитинтранскарбамилазы из-за системной воспалительной реакции привела к временной остановке испытаний генной терапии в Соединенных Штатах. По состоянию на 2021 год , терапия как in vivo так и ex vivo считается безопасной.

Редактирование генов

См. Также: Редактирование генов CRISPR.

Дуплекс crRNA и tracrRNA действует как направляющая РНК для введения специально расположенной модификации гена на основе РНК, расположенной в 5'-конце от crRNA. Cas9 связывает tracrRNA и нуждается в связывающей ДНК последовательности (5'NGG3'), которая называется мотивом, примыкающим к протоспейсеру (PAM). После связывания Cas9 вводит двухцепочечный разрыв ДНК, за которым затем следует модификация гена посредством гомологичной рекомбинации (HDR) или негомологичного соединения концов (NHEJ).

Концепция генной терапии заключается в устранении генетической проблемы в ее источнике. Если, например, мутация в определенном гене вызывает выработку дисфункционального белка, что приводит (обычно рецессивно) к наследственному заболеванию, генную терапию можно использовать для доставки копии этого гена, которая не содержит вредной мутации и, таким образом, производит функциональный белок. Эта стратегия называется генной заместительной терапией и может быть использована для лечения наследственных заболеваний сетчатки.

Хотя концепция заместительной генной терапии в основном подходит для рецессивных заболеваний, были предложены новые стратегии, которые способны также лечить состояния с доминантным типом наследования.

• Внедрение редактирования генов CRISPR открыло новые возможности для его применения и использования в генной терапии, поскольку вместо чистой замены гена оно позволяет исправить конкретный генетический дефект. В будущем в качестве терапевтического варианта могут появиться решения медицинских проблем, такие как уничтожение латентных резервуаров вируса иммунодефицита человека ( ВИЧ ) и коррекция мутации, вызывающей серповидно-клеточную анемию.
• Цель протезной генной терапии — дать возможность клеткам организма взять на себя функции, которые они физиологически не выполняют. Одним из примеров является так называемая генная терапия восстановления зрения, целью которой является восстановление зрения у пациентов с терминальными заболеваниями сетчатки. При терминальных заболеваниях сетчатки фоторецепторы как первичные светочувствительные клетки сетчатки необратимо утрачиваются. С помощью протезной генной терапии светочувствительные белки доставляются в оставшиеся клетки сетчатки, чтобы сделать их светочувствительными и тем самым дать им возможность передавать визуальную информацию в мозг.

In vivo системы редактирования генов с использованием CRISPR использовались в исследованиях на мышах для лечения рака и оказались эффективными в уменьшении опухолей. In vitro система CRISPR использовалась для лечения раковых опухолей, вызванных ВПЧ. Аденоассоциированный вирус и векторы на основе лентивируса должны были внедрить геном в систему CRISPR.

Векторы

Основная статья: Векторы в генной терапии

Доставка ДНК в клетки может осуществляться несколькими методами . Двумя основными классами являются рекомбинантные вирусы (иногда называемые биологическими наночастицами или вирусными векторами) и голая ДНК или комплексы ДНК (невирусные методы).

Вирусы

Основная статья: Вирусный вектор

Генная терапия с использованием аденовирусного вектора. В некоторых случаях аденовирус встраивает новый ген в клетку. Если лечение окажется успешным, новый ген создаст функциональный белок для лечения заболевания.

Чтобы размножиться , вирусы вводят свой генетический материал в клетку-хозяина, обманывая клеточный механизм хозяина, заставляя его использовать его в качестве чертежей для вирусных белков. Ретровирусы идут еще дальше, копируя свой генетический материал в ядерный геном клетки-хозяина. Ученые используют это, заменяя часть генетического материала вируса терапевтической ДНК или РНК. Подобно генетическому материалу (ДНК или РНК) в вирусах, терапевтический генетический материал может быть спроектирован так, чтобы просто служить временным образцом, который естественным образом разлагается, как в случае с неинтегрирующими векторами , или проникать в ядро ​​хозяина, становясь постоянной частью его организма. ядерная ДНК в инфицированных клетках.

Для генной терапии человека использовался ряд вирусов, включая такие вирусы, как лентивирус , аденовирусы , простой герпес , коровья коровка и аденоассоциированный вирус .

Аденовирусные вирусные векторы (Ad) временно изменяют генетическую экспрессию клетки с помощью генетического материала, который не интегрирован в ДНК клетки-хозяина. По состоянию на 2017 год такие векторы использовались в 20% исследований генной терапии. Аденовирусные векторы в основном используются при лечении рака и новых генетических вакцинах, таких как вакцина против Эболы , вакцинах, используемых в клинических испытаниях против ВИЧ и SARS-CoV-2 , или вакцинах против рака .

Лентивирусные векторы, основанные на лентивирусе , ретровирусе клетки , могут модифицировать ядерный геном для постоянной экспрессии гена, хотя векторы можно модифицировать, чтобы предотвратить интеграцию. До 2018 года ретровирусы использовались в 18% исследований. Libmeldy — это метод лечения метахроматической лейкодистрофии стволовыми клетками ex vivo , в котором используется лентивирусный вектор и который был одобрен Европейским медицинским агентством в 2020 году.

Аденоассоциированный вирус (ААВ) — это вирус, который не способен передаваться между клетками, если клетка не инфицирована другим вирусом, вирусом-помощником. Аденовирус и вирусы герпеса действуют как вирусы-помощники для AAV. AAV сохраняется внутри клетки за пределами ядерного генома клетки в течение длительного периода времени посредством образования конкатемеров , в основном организованных в виде эписом . Генетический материал векторов AAV интегрируется в ядерный геном клетки-хозяина с низкой частотой и, вероятно, опосредован модифицирующими ДНК ферментами клетки-хозяина. Модели на животных предполагают, что интеграция генетического материала AAV в ядерный геном клетки-хозяина может вызвать гепатоцеллюлярную карциному , форму рака печени . Несколько экспериментальных агентов AAV были изучены для лечения влажной возрастной дегенерации желтого пятна как интравитреальным , так и субретинальным подходами в качестве потенциального применения генной терапии AAV для лечения заболеваний человека.

Невирусный

Невирусные векторы для генной терапии представляют определенные преимущества перед вирусными методами, такие как крупномасштабное производство и низкая иммуногенность хозяина . Однако невирусные методы изначально приводили к более низким уровням трансфекции и экспрессии генов и, следовательно, к более низкой терапевтической эффективности. Новые технологии обещают решить эти проблемы с появлением более точного нацеливания на клетки и контроля над внутриклеточным трафиком.

Методы невирусной генной терапии включают инъекцию обнаженной ДНК, электропорацию , генную пушку , сонопорацию , магнитофекцию , использование олигонуклеотидов , липоплексов, дендримеров и неорганических наночастиц. Эти терапевтические средства можно вводить непосредственно или посредством обогащения каркаса .

Более поздние подходы, например, применяемые такими компаниями, как Ligandal , открывают возможность создания технологий нацеливания на клетки для различных методов генной терапии, включая инструменты редактирования РНК, ДНК и генов, такие как CRISPR. Другие компании, такие как Arbutus Biopharma и Arcturus Therapeutics , предлагают невирусные, не нацеленные на клетки подходы, которые в основном демонстрируют трофику печени. В последние годы такие стартапы, как Sixfold Bio , GenEdit и Spotlight Therapeutics, начали решать проблему доставки невирусных генов. Невирусные методы открывают возможность повторного введения доз и большую адаптируемость генетической нагрузки, которая в будущем с большей вероятностью заменит системы доставки на основе вирусов.

Такие компании, как Editas Medicine , Intellia Therapeutics , CRISPR Therapeutics , Casebia , Cellectis , Precision Biosciences , bluebird bio , Excision BioTherapeutics и Sangamo, разработали невирусные методы редактирования генов, однако часто до сих пор используют вирусы для доставки материала для вставки гена после расщепления генома с помощью управляемые нуклеазы . Эти компании сосредоточены на редактировании генов, но все еще сталкиваются с серьезными трудностями при доставке.

BioNTech , Moderna Therapeutics и CureVac сосредоточены на доставке полезной нагрузки мРНК , которая обязательно представляет собой невирусную проблему доставки.

Alnylam , Dicerna Pharmaceuticals и Ionis Pharmaceuticals сосредоточены на доставке миРНК (антисмысловых олигонуклеотидов) для подавления генов, что также требует невирусных систем доставки.

В академическом контексте ряд лабораторий работают над доставкой ПЭГилированных частиц, которые образуют короны сывороточных белков и в основном демонстрируют опосредованное рецептором ЛПНП поглощение в клетках in vivo .

Лечение

Рак

Графика самоубийственной генной терапии, используемая для лечения рака

Были попытки лечить рак с помощью генной терапии. По состоянию на 2017 год 65% исследований генной терапии были направлены на лечение рака.

Аденовирусные векторы полезны для некоторых методов генной терапии рака, поскольку аденовирус может временно вставлять генетический материал в клетку без постоянного изменения ядерного генома клетки. Эти векторы можно использовать для того, чтобы вызвать антигенов добавление к раковым образованиям, вызывающим иммунный ответ, или препятствовать ангиогенезу за счет экспрессии определенных белков. Аденовирусный вектор используется в коммерческих продуктах Gendicine и Oncorine . Другой коммерческий продукт, Rexin G , использует вектор на основе ретровируса и избирательно связывается с рецепторами, которые более экспрессируются в опухолях.

Один из подходов — суицидальная генная терапия — работает путем введения генов, кодирующих ферменты, вызывающие гибель раковых клеток. Другой подход – использование онколитических вирусов , таких как Онкорин, Это вирусы, которые избирательно размножаются в раковых клетках, не затрагивая другие клетки.

мРНК была предложена в качестве невирусного вектора для генной терапии рака, который может временно изменить функцию раковой клетки, создавая антигены или убивая раковые клетки, и было проведено несколько испытаний.

Генетические заболевания

Подходы генной терапии для замены дефектного гена здоровым геном были предложены и изучаются для лечения некоторых генетических заболеваний. По состоянию на 2017 год 11,1% клинических исследований генной терапии были нацелены на моногенные заболевания.

Такие заболевания, как серповидно-клеточная анемия , вызванные аутосомно-рецессивными заболеваниями или функция клеток человека , при которых нормальный фенотип могут быть восстановлены в клетках, страдающих этим заболеванием, с помощью нормальной копии мутировавшего гена, могут быть хорошим кандидатом на генную терапию. уход. Риски и преимущества, связанные с генной терапией серповидноклеточной анемии, неизвестны.

Генная терапия была использована в глазу . Глаз особенно подходит для аденоассоциированных вирусных векторов. Luxturna — одобренный генный препарат для лечения наследственной оптической невропатии Лебера . Glybera для лечения панкреатита , вызванного генетическим заболеванием, и Zolgensma для лечения спинальной мышечной атрофии используют аденоассоциированный вирусный вектор.

Инфекционные болезни

По состоянию на 2017 год 7% исследований генной терапии были нацелены на инфекционные заболевания. 69,2% исследований были нацелены на ВИЧ , 11% — на гепатит B или C и 7,1% — на малярию .

болезней

См. Также: Список генной терапии.

Некоторые генетические методы лечения были одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), Европейским агентством по лекарственным средствам (EMA) и для использования в России и Китае.

Список одобренных методов генной терапии для лечения заболеваний

В	Имя бренда	Тип	Производитель	Цель	США Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило	Разрешение Европейского агентства по лекарственным средствам (EMA)
алопеген типарвовек	Глибера	В естественных условиях	Кьези Фармацевтичи	дефицит липопротеинлипазы	Нет	снято
открыть автотемсел	Либмелди, Ленмелди ( Ген арилсульфатазы А , кодирующий аутологичные клетки CD34+ )	Экс-витро	Садовая терапия	метахроматическая лейкодистрофия	18 марта 2024 г.	17 декабря 2020 г.
аутологичный CD34+	Стримвелл			дефицит аденозиндезаминазы (ADA-SCID)		26 мая 2016 г.
аксикабтаген цилолеуцел	Йескарта	Экс-витро	Кайт фарма	крупноклеточная В-клеточная лимфома	18 октября 2017 г.	23 августа 2018 г.
Беремаген геперпавец	Уйювек	В естественных условиях	Кристалл Биотех	Дистрофический буллезный эпидермолиз (БЭБ)	19 мая 2023 г.	Нет
бетабеглоген аутотемцел	Зинтегло			бета-талассемия	17 августа 2022 г.	29 мая 2019 г.
брексукабтаген автолейцел	Текарт	Экс-витро	Кайт Фарма	лимфома мантийных клеток и острый лимфобластный лейкоз	24 июля 2020 г.	14 декабря 2020 г.
камбиогенплазмида	Неоваскулген			фактор роста эндотелия сосудов, заболевание периферических артерий
деландистроген моксепарвовек	Элевидис	В естественных условиях	Каталент	Мышечная дистрофия Дюшенна	22 июня 2023 г.	Нет
эливальдоген автотемцел	Скайсон			церебральная адренолейкодистрофия		16 июля 2021 г.
эксагамглоген автотемцел	Касжеви	Экс-живой	Вертекс Фармасьютикалс	серповидно-клеточная анемия	декабрь 2023 г.
гендицина				плоскоклеточный рак головы и шеи
идекабтаген виклеуцел	Абекма	Экс-живой	Селджен	множественная миелома	26 марта 2021 г.	Нет
лизокабтаген маралеуцел	Бреянзи	Экс-живой	Юнона Терапевтикс	В-клеточная лимфома	5 февраля 2021 г.	Нет
ловотибеглоген автотемцел	Лифгения	Экс-живой	Синяя птица Био	серповидно-клеточная анемия	декабрь 2023 г.
надофаген фираденовек	Астиладрин		Ферринг Фармасьютикалс	нерезистентный к мышечно-инвазивному раку мочевого пузыря (НМИРМЖ) с карциномой in situ (СНГ) высокого риска, вызванный бациллой Кальметта-Герена (БЦЖ)	Да	Нет
онасемноген абепарвовек	Золгенсма	В естественных условиях	Генная терапия Новартис	Спинальная мышечная атрофия I типа.	24 мая 2019 г.	26 марта 2020 г.
талимоген лагерпарепвек	Имлигический	В естественных условиях	Амген	меланома	27 октября 2015 г.	16 декабря 2015 г.
тисагенлеклейцел	Кимрия			В-клеточный лимфобластный лейкоз		22 августа 2018 г.
валоктокоген роксапарвовек	Роктавиан		БиоМарин Интернэшнл Лимитед	гемофилия А		август 2022 г.
воретигене непарвовец	Люкстурна	В естественных условиях	Искра Терапевтика	биаллельная RPE65 мутация , связанная с врожденным амаврозом Лебера	18 декабря 2017 г.	22 ноября 2018 г.

и препятствия

К числу нерешенных проблем относятся:

• Нецелевые эффекты. Возможность нежелательных, возможно, вредных изменений в геноме представляет собой серьезное препятствие для широкого внедрения этой технологии. Улучшение специфичности гРНК и ферментов Cas представляет собой жизнеспособное решение этой проблемы, а также усовершенствование метода доставки CRISPR. Вполне вероятно, что разные методы доставки принесут пользу при различных заболеваниях.
• Кратковременность действия. Прежде чем генная терапия сможет стать постоянным средством лечения заболевания, терапевтическая ДНК, введенная в клетки-мишени, должна оставаться функциональной, а клетки, содержащие терапевтическую ДНК, должны быть стабильными. Проблемы с интеграцией терапевтической ДНК в ядерный геном и быстрое деление многих клеток не позволяют достичь долгосрочных преимуществ. Пациентам требуется несколько курсов лечения.
• Иммунный ответ. Каждый раз, когда инородный объект попадает в ткани человека, иммунная система стимулируется атаковать захватчика. Возможна стимуляция иммунной системы таким образом, чтобы снизить эффективность генной терапии. Усиленная реакция иммунной системы на вирусы, с которой она сталкивалась раньше, снижает эффективность повторных курсов лечения.
• Проблемы с вирусными векторами. Вирусные векторы несут в себе риски токсичности, воспалительных реакций, а также проблем с генным контролем и нацеливанием.
• Мультигенные расстройства. На некоторые часто встречающиеся заболевания, такие как болезни сердца , высокое кровяное давление , болезнь Альцгеймера , артрит и диабет , влияют вариации нескольких генов, что усложняет генную терапию.
• Некоторые методы лечения могут нарушить барьер Вейсмана (между сомой и зародышевой линией), защищая яички, потенциально модифицируя зародышевую линию, что противоречит правилам стран, которые запрещают последнюю практику.
• Инсерционный мутагенез . Если ДНК интегрируется в чувствительное место генома, например, в ген-супрессор опухоли , терапия может вызвать опухоль . Это произошло в клинических исследованиях у пациентов с Х-сцепленным тяжелым комбинированным иммунодефицитом (X-SCID), в которых гемопоэтические стволовые клетки трансдуцировались корректирующим трансгеном с использованием ретровируса , и это привело к развитию Т-клеточного лейкоза у 3 из 20 пациентов. . Одним из возможных решений является добавление функционального гена-супрессора опухоли к интегрируемой ДНК. Это может быть проблематично, поскольку чем длиннее ДНК, тем труднее ее интегрировать в клеточные геномы. Технология CRISPR позволяет исследователям производить гораздо более точные изменения генома в конкретных местах.
• Стоимость. Alipogene typarvovec или Glybera, стоимость которого составляет 1,6 миллиона долларов на пациента, является самым дорогим препаратом в мире. Например, в 2013 году сообщалось, что

Смерти

В ходе испытаний генной терапии были зарегистрированы случаи смерти трех пациентов, что поставило эту область под пристальное внимание. Первым был Джесси Гелсингер , который умер в 1999 году из-за реакции иммунного отторжения. Один пациент X-SCID умер от лейкемии в 2003 году. В 2007 году пациент с ревматоидным артритом умер от инфекции; последующее расследование пришло к выводу, что смерть не была связана с генной терапией.

Регламент

Правила, регулирующие генетическую модификацию, являются частью общих руководящих принципов биомедицинских исследований с участием человека. В этой области не существует международных договоров, имеющих обязательную юридическую силу, но существуют рекомендации по национальным законам от различных органов.

В Хельсинкскую декларацию (Этические принципы медицинских исследований с участием людей) были внесены поправки Генеральной ассамблеей Всемирной медицинской ассоциации в 2008 году. В этом документе излагаются принципы, которые врачи и исследователи должны учитывать при привлечении людей в качестве объектов исследований. Заявление об исследованиях в области генной терапии, инициированное Организацией генома человека (HUGO) в 2001 году, обеспечивает правовую основу для всех стран. В документе Хьюго подчеркивается свобода человека и соблюдение прав человека, а также предлагаются рекомендации по соматической генной терапии, включая важность признания обеспокоенности общественности по поводу таких исследований.

США

Ни одно федеральное законодательство не устанавливает протоколов или ограничений в отношении генной инженерии человека. Этот вопрос регулируется дублирующими правилами местных и федеральных агентств, включая Министерство здравоохранения и социальных служб , FDA и Консультативный комитет НИЗ по рекомбинантной ДНК. Исследователи, ищущие федеральные средства для исследования новых лекарственных средств (обычно это касается соматической генной инженерии человека), должны соблюдать международные и федеральные рекомендации по защите людей.

НИЗ служит основным регулятором генной терапии для исследований, финансируемых из федерального бюджета. В исследованиях, финансируемых из частных источников, рекомендуется следовать этим правилам. НИЗ предоставляет финансирование для исследований, которые развивают или совершенствуют методы генной инженерии, а также для оценки этики и качества текущих исследований. НИЗ ведет обязательный реестр протоколов исследований в области генной инженерии человека, который включает все проекты, финансируемые из федерального бюджета.

Консультативный комитет НИЗ опубликовал ряд рекомендаций по манипуляциям с генами. В рекомендациях обсуждается безопасность лабораторий, а также участие в экспериментах на людях и различные типы экспериментов, включающие генетические изменения. Несколько разделов конкретно относятся к генной инженерии человека, включая раздел III-C-1. В этом разделе описаны необходимые процессы проверки и другие аспекты при получении разрешения на начало клинических исследований, связанных с переносом генетического материала пациенту-человеку. Протокол клинического исследования генной терапии должен быть одобрен Консультативным комитетом НИЗ по рекомбинантной ДНК до начала любого клинического исследования; это отличается от любого другого вида клинических испытаний.

Как и в случае с другими видами лекарств, FDA регулирует качество и безопасность продуктов генной терапии и контролирует клиническое использование этих продуктов. Терапевтическое изменение генома человека подпадает под те же нормативные требования, что и любое другое медицинское лечение. Исследования с участием людей, такие как клинические испытания , должны быть рассмотрены и одобрены FDA и Институциональным наблюдательным советом .

Генный допинг

Основная статья: Генный допинг

Спортсмены могут использовать технологии генной терапии для улучшения своих результатов. Генный допинг не известен, но множественная генная терапия может иметь такой эффект. Кайзер и др. утверждают, что генный допинг может уравнять правила игры , если все спортсмены получат равный доступ. Критики утверждают, что любое терапевтическое вмешательство в нетерапевтических целях ставит под угрозу этические основы медицины и спорта.

Генетическое

Дополнительная информация: Генетическое улучшение человека.

См. Также: Инженерия зародышевой линии человека и вспомогательные репродуктивные технологии.

Генную инженерию можно использовать для лечения болезней, а также для изменения внешнего вида, обмена веществ и даже улучшения физических и умственных способностей, таких как память и интеллект . Этические претензии к инженерии зародышевой линии включают убеждения, что каждый плод имеет право оставаться генетически неизмененным, что родители имеют право генетически модифицировать свое потомство и что каждый ребенок имеет право рождаться без болезней, которые можно предотвратить. Для родителей генная инженерия может рассматриваться как еще один метод улучшения ребенка, добавляемый к диете, физическим упражнениям, образованию, тренировкам, косметике и пластической хирургии. Другой теоретик утверждает, что моральные соображения ограничивают, но не запрещают инженерию зародышевой линии.

Выпуск журнала «Биоэтика» за 2020 год был посвящен моральным проблемам, связанным с генной инженерией зародышевой линии у людей.

Возможные схемы регулирования включают полный запрет, предоставление всем или профессиональное саморегулирование. Совет Американской медицинской ассоциации по этическим и юридическим вопросам заявил, что «генетические вмешательства для улучшения признаков следует считать допустимыми только в строго ограниченных ситуациях: (1) явная и значимая польза для плода или ребенка; (2) отсутствие компромиссов». с другими характеристиками или чертами и (3) равный доступ к генетическим технологиям, независимо от дохода или других социально-экономических характеристик».

Еще в истории биотехнологии, в 1990 году, были ученые, выступавшие против попыток изменить зародышевую линию человека с помощью этих новых инструментов. и подобные опасения сохранялись по мере развития технологий. С появлением новых методов, таких как CRISPR , в марте 2015 года группа ученых призвала ввести во всем мире мораторий на клиническое использование технологий редактирования генов для редактирования генома человека таким образом, чтобы он мог передаваться по наследству. В апреле 2015 года исследователи вызвали споры, когда сообщили о результатах фундаментального исследования по редактированию ДНК нежизнеспособных человеческих эмбрионов с помощью CRISPR. Комитет Американской национальной академии наук и Национальной медицинской академии оказал квалифицированную поддержку редактированию генома человека в 2017 году. как только будут найдены ответы на проблемы безопасности и эффективности, «но только для серьезных условий при строгом надзоре».

История

1970-е и ранее

статью В 1972 году Фридман и Роблин опубликовали в журнале Science под названием «Генная терапия генетических заболеваний человека?». Роджерса (1970) цитировали за предложение использовать экзогенную хорошую ДНК для замены дефектной ДНК у людей с генетическими дефектами.

1980-е годы

В 1984 году была разработана ретровирусная векторная система, которая могла эффективно вставлять чужеродные гены в хромосомы млекопитающих.

1990-е годы

Первое одобренное клиническое исследование генной терапии в США состоялось 14 сентября 1990 года в Национальных институтах здравоохранения (NIH) под руководством Уильяма Френча Андерсона . Четырехлетняя Ашанти ДеСильва прошла курс лечения от генетического дефекта, который привел к дефициту аденозиндезаминазы (ADA-SCID), серьезному дефициту иммунной системы. Дефектный ген клеток крови пациента был заменен функциональным вариантом. Иммунная система Ашанти была частично восстановлена ​​в результате терапии. Производство недостающего фермента было временно стимулировано, но новые клетки с функциональными генами не были созданы. Она вела нормальную жизнь только с регулярными инъекциями, проводимыми каждые два месяца. Эффект был успешным, но временным.

Генная терапия рака была внедрена в 1992/93 году (Trojan et al. 1993). Лечение мультиформной глиобластомы , злокачественной опухоли головного мозга, исход которой всегда фатален, проводилось с использованием вектора, экспрессирующего антисмысловую РНК IGF-I (клиническое исследование одобрено протоколом NIH № 1602 от 24 ноября 1993 г., и FDA в 1994 г.). Эта терапия также представляет собой начало иммуногенной терапии рака, лечения, которое оказывается эффективным благодаря противоопухолевому механизму антисмыслового IGF-I, который связан с сильными иммунными и апоптотическими явлениями.

В 1992 году Клаудио Бординнон , работающий в Университете Вита-Салюте Сан-Рафаэле , выполнил первую процедуру генной терапии с использованием гемопоэтических стволовых клеток в качестве векторов для доставки генов, предназначенных для коррекции наследственных заболеваний . В 2002 году эта работа привела к публикации первого успешного метода генной терапии ADA-SCID. Успех многоцентрового исследования по лечению детей с ТКИД ( тяжелый комбинированный иммунодефицит или болезнь «пузырного мальчика») в 2000 и 2002 годах был поставлен под сомнение, когда у двоих из десяти детей, проходивших лечение в парижском центре исследования, развилось заболевание, похожее на лейкемию. . Клинические испытания были временно приостановлены в 2002 году, но возобновились после проверки протокола регулирующими органами в США, Великобритании, Франции, Италии и Германии.

Эндрю Гобеа родился с ТКИД В 1993 году после пренатального генетического скрининга . Сразу после рождения у его матери взяли кровь из плаценты и пуповины для получения стволовых клеток. Аллель (ADA) , , кодирующий аденозиндезаминазу был получен и вставлен в ретровирус. Ретровирусы и стволовые клетки смешивали, после чего вирусы встраивали ген в хромосомы стволовых клеток. Стволовые клетки, содержащие рабочий ген ADA, были введены в кровь Эндрю. Инъекции фермента ADA также делались еженедельно. В течение четырех лет Т-клетки (лейкоциты), продуцируемые стволовыми клетками, вырабатывали ферменты ADA с использованием гена ADA. Через четыре года потребовалось дополнительное лечение.

В 1996 году Луиджи Нальдини и Дидье Троно разработали новый класс векторов для генной терапии на основе ВИЧ, способных инфицировать неделящиеся клетки, которые с тех пор широко использовались в клинических и исследовательских целях, став пионерами лентивирусных векторов в генной терапии .

Смерть Джесси Гелсингера в 1999 году помешала исследованиям генной терапии в США. В результате FDA приостановило несколько клинических испытаний в ожидании переоценки этической и процедурной практики.

2000-е

Модифицированная стратегия генной терапии антисмысловой РНК IGF-I (NIH № 1602) использование антисмыслового/тройного спирального анти-IGF-I подхода было зарегистрировано в 2002 году клиническим исследованием генной терапии Wiley - № 635 и 636. Этот подход показал многообещающие результаты при лечении шести различных злокачественных опухолей: глиобластомы , рака печени, толстая кишка, простата, матка и яичник (Совместная научная программа НАТО по генной терапии США, Франции, Польши, номер LST 980517, проводимая Дж. Трояном) (Trojan et al., 2012). Эта антигенная антисмысловая/тройная спиральная терапия доказала свою эффективность благодаря механизму одновременной остановки экспрессии IGF-I на уровнях трансляции и транскрипции, усилению противоопухолевых иммунных и апоптотических явлений.

2002

Серповидноклеточную анемию можно лечить у мышей. Мыши, у которых по существу тот же дефект, что и у людей, использовали вирусный вектор, чтобы индуцировать выработку фетального гемоглобина (HbF), который обычно перестает вырабатываться вскоре после рождения. У людей использование гидроксимочевины для стимуляции выработки HbF временно облегчает симптомы серповидноклеточной анемии. Исследователи продемонстрировали, что это лечение является более постоянным средством увеличения терапевтического производства HbF.

Новый подход генной терапии исправил ошибки в информационной РНК, полученной из дефектных генов. Этот метод потенциально может помочь в лечении талассемии , муковисцидоза и некоторых видов рака.

Исследователи создали липосомы диаметром 25 нанометров, которые могут переносить терапевтическую ДНК через поры ядерной мембраны .

2003

В 2003 году исследовательская группа впервые ввела гены в мозг. Они использовали липосомы , покрытые полимером под названием полиэтиленгликоль , который, в отличие от вирусных векторов, достаточно мал, чтобы преодолевать гематоэнцефалический барьер .

Короткие фрагменты двухцепочечной РНК (короткие интерферирующие РНК или миРНК ) используются клетками для деградации РНК определенной последовательности. Если миРНК спроектирована так, чтобы соответствовать РНК, скопированной из дефектного гена, то аномальный белковый продукт этого гена производиться не будет.

Гендицин — это генная терапия рака, которая доставляет супрессор опухоли ген- р53 с использованием сконструированного аденовируса . В 2003 году он был одобрен в Китае для лечения плоскоклеточного рака головы и шеи .

2006

В марте исследователи объявили об успешном использовании генной терапии для лечения двух взрослых пациентов с Х-сцепленной хронической гранулематозной болезнью , заболеванием, которое поражает миелоидные клетки и повреждает иммунную систему . Исследование впервые показало, что генная терапия может лечить миелоидную систему.

В мае команда сообщила о способе предотвратить отторжение иммунной системой только что доставленного гена. Подобно трансплантации органов , генная терапия сталкивается с этой проблемой. Иммунная система обычно распознает новый ген как чужеродный и отвергает клетки, несущие его. В исследовании использовалась недавно открытая сеть генов, регулируемая молекулами, известными как микроРНК . Эта естественная функция избирательно скрывала терапевтический ген в клетках иммунной системы и защищала его от открытия. Мыши, инфицированные геном, содержащим целевую последовательность микроРНК иммунных клеток, не отторгали этот ген.

В августе ученые успешно вылечили метастатическую меланому у двух пациентов, используя Т-клетки-киллеры , генетически перенацеленные на атаку раковых клеток.

В ноябре исследователи сообщили об использовании VRX496, генной иммунотерапии для лечения ВИЧ , в которой используется лентивирусный вектор для доставки антисмыслового гена против оболочки ВИЧ . В первой фазе клинических испытаний пять пациентов с хронической ВИЧ-инфекцией, у которых не удалось получить ответ как минимум на две схемы антиретровирусной лечились терапии. Однократная внутривенная инфузия аутологичных CD4 Т-клеток, генетически модифицированных VRX496, хорошо переносилась. У всех пациентов была стабильная или сниженная вирусная нагрузка; у четырех из пяти пациентов было стабильное или повышенное количество Т-клеток CD4. У всех пяти пациентов наблюдался стабильный или повышенный иммунный ответ на антигены ВИЧ и другие патогены . Это была первая оценка лентивирусного вектора, введенного в клинических испытаниях на людях в США.

2007

В мае исследователи объявили о первом испытании генной терапии наследственного заболевания сетчатки . Первая операция была проведена 23-летнему британцу Роберту Джонсону в начале 2007 года.

2008

Врожденный амавроз Лебера — наследственное заболевание, вызывающее слепоту, вызванное мутациями гена RPE65 . Результаты небольшого клинического исследования на детях были опубликованы в апреле. Доставка рекомбинантного аденоассоциированного вируса (AAV), несущего RPE65, дала положительные результаты. В мае еще две группы сообщили о положительных результатах независимых клинических испытаний использования генной терапии для лечения этого заболевания. Во всех трех клинических исследованиях у пациентов восстановилось функциональное зрение без видимых побочных эффектов.

2009

В сентябре исследователи смогли дать трихроматическое зрение обезьянам беличьим . В ноябре 2009 года исследователи остановили смертельное генетическое заболевание , называемое адренолейкодистрофией, у двух детей, используя лентивирусный вектор для доставки функционирующей версии ABCD1 , гена, который мутирует при этом заболевании.

2010-е

2010

В апрельской статье сообщалось, что генная терапия лечит ахроматопсию (дальтонизм) у собак, воздействуя на фоторецепторы колбочек . У двух молодых особей функция колбочки и дневное зрение восстанавливались в течение как минимум 33 месяцев. Терапия была менее эффективной для пожилых собак.

В сентябре было объявлено, что 18-летний пациент мужского пола во Франции бета-талассемии . успешно вылечился от большой Большая бета-талассемия — это наследственное заболевание крови , при котором отсутствует бета-гемоглобин , и пациенты зависят от регулярных переливаний крови на протяжении всей жизни . В этом методе использовался лентивирусный вектор для преобразования человеческого гена β-глобина в очищенные клетки крови и костного мозга , полученные от пациента в июне 2007 года. Уровень гемоглобина у пациента был стабильным и составлял от 9 до 10 г/дл. Около трети гемоглобина содержало форму, введенную вирусным вектором, и переливание крови не требовалось. Были запланированы дальнейшие клинические испытания. Трансплантация костного мозга — единственное лекарство от талассемии, но 75% пациентов не находят подходящего донора.

Иммуногенная терапия рака с использованием модифицированного антигена, антисмыслового подхода/тройной спирали была внедрена в Южной Америке в 2010/11 году в Университете Ла-Сабаны, Богота (Этический комитет, 14 декабря 2010 г., № P-004-10). Учитывая этический аспект генной диагностики и генной терапии, нацеленной на IGF-I, лечили опухоли, экспрессирующие IGF-I, то есть рак легких и эпидермиса (Trojan et al. 2016).

2011

В 2007 и 2008 годах мужчина ( Тимоти Рэй Браун ) был излечен от ВИЧ путем повторной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (см. также аллогенная трансплантация стволовых клеток , аллогенная трансплантация костного мозга , аллотрансплантация ) с двойной мутацией дельта-32, которая отключает рецептор CCR5 . Это лекарство было принято медицинским сообществом в 2011 году. Это потребовало полной абляции существующего костного мозга , что очень изнурительно.

В августе было подтверждено, что двое из трех участников пилотного исследования излечились от хронического лимфоцитарного лейкоза (ХЛЛ). В терапии использовались генетически модифицированные Т-клетки для атаки клеток, экспрессирующих белок CD19 , для борьбы с заболеванием. В 2013 году исследователи объявили, что 26 из 59 пациентов достигли полной ремиссии, а у первого пациента не было опухоли.

плазмидной ДНК человека HGF Терапия кардиомиоцитов рассматривается как потенциальное средство лечения ишемической болезни сердца , а также лечения повреждений сердца после инфаркта миокарда .

В 2011 году Неоваскулген был зарегистрирован в России как первый в своем классе генотерапевтический препарат для лечения заболеваний периферических артерий , в том числе критической ишемии конечностей ; он доставляет ген, кодирующий VEGF . Неоваскулоген представляет собой плазмиду , кодирующую промотор CMV , состоящую из 165 аминокислот и форму VEGF .

2012

В июле FDA одобрило клинические испытания фазы I на пациентах с тяжелой талассемией в США с участием 10 участников. Ожидалось, что исследование продлится до 2015 года.

В июле 2012 года Европейское агентство по лекарственным средствам впервые рекомендовало одобрить лечение генной терапией как в Европе, так и в США. В лечении использовался Alipogene typarvovec (Glybera) для компенсации дефицита липопротеинлипазы , который может вызвать тяжелый панкреатит . Рекомендация была одобрена Европейской комиссией в ноябре 2012 года. а коммерческое внедрение началось в конце 2014 года. Ожидалось, что в 2012 году стоимость одного курса лечения алипогеном типарвовеком составит около 1,6 миллиона долларов. пересмотрен до 1 миллиона долларов в 2015 году, что делало его самым дорогим лекарством в мире на тот момент. По состоянию на 2016 год Препарат получали только пациенты, проходившие лечение в клинических исследованиях, и пациент, заплативший полную стоимость лечения.

В декабре 2012 года сообщалось, что 10 из 13 пациентов с множественной миеломой находились в состоянии ремиссии «или очень близко к ней» через три месяца после инъекции лечения с использованием генно-инженерных Т-клеток, нацеленных на белки NY-ESO-1 и LAGE-1. , которые существуют только на клетках раковой миеломы.

2013

В марте исследователи сообщили, что трое из пяти взрослых пациентов с острым лимфоцитарным лейкозом (ОЛЛ) находились в состоянии ремиссии от пяти месяцев до двух лет после лечения генетически модифицированными Т-клетками , которые атаковали клетки с генами CD19 на их поверхности, то есть все В-клетки. раковая или нет. Исследователи полагали, что иммунная система пациентов через пару месяцев выработает нормальные Т- и В-клетки. Им также дали костный мозг. У одного пациента случился рецидив и он умер, а еще один умер от тромба, не связанного с заболеванием.

После обнадеживающих испытаний фазы I в апреле исследователи объявили, что начинают клинические испытания фазы II (называемые CUPID2 и SERCA-LVAD) на 250 пациентах. в нескольких больницах для борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями . Терапия была разработана для повышения уровня SERCA 2, белка в сердечных мышцах, и улучшения мышечной функции. США Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) присвоило этому препарату статус революционной терапии , чтобы ускорить процесс испытаний и одобрения. В 2016 году сообщалось, что в исследовании CUPID 2 улучшений не обнаружено.

В июле исследователи сообщили об обнадеживающих результатах лечения шести детей с двумя тяжелыми наследственными заболеваниями частично деактивированным лентивирусом для замены дефектного гена через 7–32 месяца. У троих детей была метахроматическая лейкодистрофия , из-за которой дети теряют когнитивные и двигательные навыки. У других детей был синдром Вискотта-Олдрича , который делает их уязвимыми для инфекций, аутоиммунных заболеваний и рака. Последующие испытания генной терапии на еще шести детях с синдромом Вискотта-Олдрича также были названы многообещающими.

В октябре исследователи сообщили, что двое детей, родившихся с тяжелым комбинированным иммунодефицитом аденозиндезаминазы (ADA-SCID), 18 месяцев назад лечились генно-инженерными стволовыми клетками, и что их иммунная система демонстрирует признаки полного выздоровления. Еще трое детей добились прогресса. В 2014 году еще 18 детей с ADA-SCID были вылечены с помощью генной терапии. У детей ADA-SCID не функционирует иммунная система, и их иногда называют «детями-пузырями».

Также в октябре исследователи сообщили, что в начале 2011 года они лечили шесть человек с гемофилией с помощью аденоассоциированного вируса. Спустя два года все шестеро начали производить фактор свертывания крови .

2014

В январе исследователи сообщили, что шесть пациентов с хоридеремией лечились аденоассоциированным вирусом с копией REP1 . За период от шести месяцев до двух лет у всех улучшилось зрение. К 2016 году 32 пациента получили положительные результаты лечения, и исследователи надеялись, что лечение будет длительным. Хороидеремия — наследственное генетическое заболевание глаз, не имеющее одобренного лечения и приводящее к потере зрения.

В марте исследователи сообщили, что с 2009 года 12 пациентов с ВИЧ лечились с помощью генно-инженерного вируса с редкой мутацией ( дефицит CCR5 ), который, как известно, защищает от ВИЧ и дал многообещающие результаты.

Клинические испытания генной терапии серповидноклеточной анемии начались в 2014 году.

В феврале LentiGlobin BB305 , препарат генной терапии, проходящий клинические испытания для лечения бета-талассемии, получил статус «прорыва» FDA после того, как несколько пациентов смогли отказаться от частых переливаний крови, обычно необходимых для лечения этого заболевания.

В марте исследователи ввели рекомбинантный ген , кодирующий антитело широкого нейтрализующего действия , обезьянам, зараженным ВИЧ -инфекцией обезьян ; клетки обезьян выработали антитела , которые очистили их от ВИЧ. Этот метод называется иммунопрофилактикой путем переноса генов (IGT). В настоящее время проводятся испытания на животных на наличие антител к лихорадке Эбола, малярии, гриппу и гепатиту.

В марте ученые, в том числе изобретательница CRISPR Дженнифер Дудна , призвали ввести во всем мире мораторий на генную терапию зародышевой линии, написав: «Ученым следует избегать даже попыток, в слабых юрисдикциях, модификации генома зародышевой линии для клинического применения у людей» до тех пор, пока все последствия «не будут определены». обсуждается среди научных и правительственных организаций».

В декабре ученые крупнейших мировых академий призвали ввести мораторий на наследуемые правки генома человека , в том числе связанные с CRISPR-Cas9. технологиями но фундаментальные исследования, включая редактирование генов эмбрионов, должны продолжаться.

2015

Исследователи успешно вылечили мальчика с буллезным эпидермолизом, используя кожные трансплантаты, выращенные из его собственных клеток кожи, генетически измененных для устранения мутации, вызвавшей его заболевание.

В ноябре исследователи объявили, что они лечили девочку Лейлу Ричардс экспериментальным методом с использованием донорских Т-клеток, генетически модифицированных с помощью TALEN для атаки раковых клеток. Через год после лечения у нее все еще не было рака (высокоагрессивная форма острого лимфобластного лейкоза [ОЛЛ]). Дети с высокоагрессивным ОЛЛ обычно имеют очень плохой прогноз, а до начала лечения болезнь Лейлы считалась терминальной.

2016

В апреле Комитет по лекарственным препаратам для использования человеком Европейского агентства по лекарственным средствам одобрил метод генной терапии под названием «Стримвелис». и Европейская комиссия одобрила его в июне. Это лечит детей, рожденных с дефицитом аденозиндезаминазы и у которых не функционирует иммунная система. Это второй метод генной терапии, одобренный в Европе.

В октябре китайские ученые сообщили, что начали исследование по генетической модификации Т-клеток у 10 взрослых пациентов с раком легких и повторной инъекции модифицированных Т-клеток обратно в их тела для атаки на раковые клетки. Из Т-клеток был удален белок PD-1 (который останавливает или замедляет иммунный ответ) с помощью CRISPR-Cas9.

2016 года, Кокрейновский систематический обзор в котором рассматриваются данные четырех исследований по местной генной терапии регулятором трансмембранной проводимости муковисцидоза (CFTR), не подтверждает его клиническое использование в виде тумана, вдыхаемого в легкие, для лечения пациентов с муковисцидозом и легочными инфекциями. В одном из четырех исследований были обнаружены слабые доказательства того, что терапия по переносу гена CFTR на основе липосом может привести к небольшому улучшению дыхания у людей с МВ. Этих слабых доказательств недостаточно, чтобы дать клинические рекомендации по рутинной генной терапии CFTR.

2017

В феврале Kite Pharma объявила о результатах клинического исследования CAR-T -клеток примерно на сотне человек с неходжкинской лимфомой на поздней стадии .

В марте французские ученые сообщили о клинических исследованиях генной терапии для лечения серповидноклеточной анемии .

В августе FDA одобрило тисагенлеклейцел для лечения острого лимфобластного лейкоза . Тисагенлеклейцел представляет собой адоптивную терапию переносом клеток при остром В- клеточном лимфобластном лейкозе; Т-клетки у человека, больного раком, удаляют, подвергают генетической инженерии для создания специфического рецептора Т-клеток (химерного рецептора Т-клеток, или «CAR-T»), который реагирует на рак, и вводят обратно человеку. Т-клетки созданы для воздействия на белок CD19 , который является общим для В-клеток. Это первая форма генной терапии, одобренная в США. В октябре аналогичная терапия под названием axicabtagene ciloleucel была одобрена для лечения неходжкинской лимфомы.

В октябре биофизик и биохакер Джозайя Зайнер заявил, что осуществил самое первое редактирование генома человека in vivo в форме самостоятельной терапии.

13 ноября ученые-медики, работающие с Sangamo Therapeutics со штаб-квартирой в Ричмонде, штат Калифорния , объявили о первой в истории терапии редактирования генов человека внутри тела . Лечение, предназначенное для постоянного внедрения здоровой версии дефектного гена, вызывающего синдром Хантера , было проведено 44-летнему Брайану Мадо и является частью первого в мире исследования по постоянному редактированию ДНК внутри человеческого тела. Позже успех внедрения гена был подтвержден. Клинические испытания Sangamo, включающие редактирование генов с использованием нуклеазы цинковых пальцев (ZFN), продолжаются.

результаты применения аденоассоциированного вируса с фактором свертывания крови VIII для лечения девяти больных гемофилией А. В декабре были опубликованы У шести из семи пациентов, получавших высокие дозы, уровень свертываемости крови VIII повысился до нормального уровня. Режимы низких и средних доз не оказали влияния на уровень свертываемости крови пациента.

В декабре FDA одобрило Luxturna , первую генную терапию in vivo для лечения слепоты, вызванной врожденным амаврозом Лебера . Цена этого лечения составляет 850 000 долларов США за оба глаза.

2019

В мае FDA одобрило онасемноген абепарвовек (Золгенсма) для лечения спинальной мышечной атрофии у детей в возрасте до двух лет. Прейскурантная цена Золгенсмы была установлена ​​на уровне 2,125 миллиона долларов США за дозу, что сделало его самым дорогим препаратом за всю историю.

В мае EMA одобрило бетабеглоген аутотемцел (Зинтегло) для лечения бета-талассемии у людей двенадцати лет и старше.

В июле компании Allergan и Editas Medicine объявили о проведении I/II фазы клинических испытаний AGN-151587 для лечения врожденного амавроза Лебера 10. Это первое исследование терапии CRISPR на основе in vivo редактирования генов человека , при которой редактирование происходит внутри человеческого тела. Первое внедрение системы CRISPR-Cas было подтверждено в марте 2020 года.

2020-е годы

2020

В мае онасемноген абепарвовек (Золгенсма) был одобрен Европейским Союзом для лечения спинальной мышечной атрофии у людей, которые либо имеют клинические симптомы СМА типа 1, либо имеют не более трех копий гена , SMN2 независимо от массы тела или возраст.

В августе компания Audentes Therapeutics сообщила, что трое из 17 детей с Х-сцепленной миотубулярной миопатией, участвовавших в клинических испытаниях генной терапии AT132 на основе AAV8, умерли. Было высказано предположение, что лечение, дозировка которого зависит от массы тела, оказывает непропорционально токсическое воздействие на более тяжелых пациентов, поскольку трое умерших пациентов были тяжелее остальных. Испытание было приостановлено.

15 октября Комитет по лекарственным препаратам для применения человеком (CHMP) Европейского агентства по лекарственным средствам (EMA) принял положительное заключение, рекомендуя выдать регистрационное удостоверение на лекарственный препарат Либмелди (аутологичная популяция, обогащенная CD34+ клетками, содержащая гемопоэтические стволовые клетки). и клетки-предшественники, трансдуцированные ex vivo с использованием лентивирусного вектора, кодирующего ген арилсульфатазы А человека), генная терапия для лечения детей с «поздней инфантильной» (LI) или «ранней ювенильной» (EJ) формами метахроматической лейкодистрофии (MLD). . Активное вещество Либмелди состоит из собственных стволовых клеток ребенка, которые были модифицированы и содержат рабочие копии гена ARSA. Когда модифицированные клетки вводятся обратно пациенту в виде однократной инфузии, ожидается, что клетки начнут вырабатывать фермент ARSA, который разрушает накопление сульфатидов в нервных клетках и других клетках тела пациента. Либмелди был одобрен для медицинского использования в ЕС в декабре 2020 года.

15 октября французская биотехнологическая компания Lysogene сообщила о смерти пациента, получившего LYS-SAF302, экспериментальный метод генной терапии мукополисахаридоза типа IIIA (синдром Санфилиппо типа А).

2021

В мае сообщалось о новом методе с использованием измененной версии ВИЧ в качестве лентивирусного вектора при лечении 50 детей с ADA-SCID, получив положительные результаты у 48 из них. Ожидается, что этот метод будет более безопасным, чем ретровирусные векторы, развитие лейкемии. обычно используемые в предыдущих исследованиях ТКИД, где обычно наблюдалось и уже использовался в 2019 году, но в меньшей группе с X-SCID.

В июне клиническое исследование на шести пациентах, страдающих транстиретиновым амилоидозом, показало снижение концентрации неправильно свернутого белка транстретина (TTR) в сыворотке за счет на основе CRISPR инактивации гена TTR в клетках печени, наблюдая среднее снижение на 52% и 87% среди нижних слоев. и группы с более высокими дозами. Это было сделано in vivo без изъятия клеток у пациента для их редактирования и повторного введения позже.

В июле были опубликованы результаты небольшого исследования фазы I генной терапии , в котором сообщалось о наблюдении восстановления дофамина у семи пациентов в возрасте от 4 до 9 лет, страдающих дефицитом декарбоксилазы ароматических L-аминокислот (дефицит AADC).

2022

первой в истории генной терапии болезни Тея-Сакса В феврале было объявлено о . В ней используется аденоассоциированный вирус для доставки правильной инструкции гену HEXA в клетки головного мозга, вызывающему заболевание. Только двое детей участвовали в сострадательном исследовании, в котором были продемонстрированы улучшения по сравнению с естественным течением заболевания и отсутствие побочных эффектов , связанных с переносчиками инфекции .

В мае эладокаген эксупарвовек рекомендован для одобрения Европейской комиссии.

результаты кандидата на генную терапию гемофилии B В июле были объявлены под названием FLT180. Он работает с использованием аденоассоциированного вируса (AAV) для восстановления белка фактора свертывания крови IX (FIX), нормальные уровни белка наблюдались при низких дозах препарата. терапия, но для снижения риска иммунных реакций, связанных с переносчиками, была необходима иммуносупрессия.

В декабре 13-летняя девочка, у которой был диагностирован острый Т-клеточный лимфобластный лейкоз, была успешно вылечена в больнице Грейт-Ормонд-Стрит (GOSH) в результате первого задокументированного применения терапевтического редактирования генов для этой цели после шестимесячного экспериментального курса. лечения, где все попытки других методов лечения оказались безуспешными. Процедура включала перепрограммирование здоровой Т-клетки для уничтожения раковых Т-клеток, чтобы сначала избавить ее от лейкемии, а затем восстановление ее иммунной системы с использованием здоровых иммунных клеток. Команда GOSH использовала редактирование BASE и ранее лечила случай острого лимфобластного лейкоза в 2015 году с использованием TALEN .

2023

В мае FDA одобрило Вьювек для лечения ран у пациентов с дистрофическим буллезным эпидермолизом (DEB), который применяется в виде геля для местного применения, доставляющего вектор вируса простого герпеса 1 типа (ВПГ-1), кодирующий альфа-1-цепь коллагена VII типа. ( COL7A1 ) ген, который дисфункционален у тех, кто страдает от БЛЭ. Одно исследование показало, что 65% ран, обработанных Вьювеком, полностью закрылись, в то время как только 26% ран, обработанных плацебо, через 24 недели. Также сообщалось о его использовании в качестве глазных капель пациенту с ДЭБ, у которого была потеря зрения из-за обширного образования волдырей, с хорошими результатами.

В июне FDA дало ускоренное одобрение препарата Элевидис для лечения мышечной дистрофии Дюшенна (МДД) только для мальчиков в возрасте от 4 до 5 лет, поскольку они с большей вероятностью получат пользу от терапии, состоящей из однократной внутривенной инфузии вируса (вектор AAV rh74). ), который доставляет функционирующий ген «микродистрофина» (138 кДа ) в мышечные клетки, чтобы действовать вместо нормального дистрофина (427 кДа), который мутирует при этом заболевании.

В июле сообщалось, что разработан новый метод воздействия на экспрессию генов посредством постоянного тока.

Список

• Генная терапия дальтонизма
• Генная терапия эпилепсии
• Генная терапия остеоартрита
• Генная терапия при болезни Паркинсона
• Генная терапия сетчатки человека

Генная терапия находится в стадии разработки для:

• синдром Ашера, глухота
• отоферлина Мутационная глухота

Further reading

• "Gene Therapy: An Overview of Approved and Pipeline Technologies" (PDF). CADTH (171). March 2018. Archived (PDF) from the original on 19 October 2018.
• Baum C, Düllmann J, Li Z, Fehse B, Meyer J, Williams DA, von Kalle C (March 2003). "Side effects of retroviral gene transfer into hematopoietic stem cells". Blood. 101 (6): 2099–2114. doi:10.1182/blood-2002-07-2314. PMID 12511419. S2CID 8489829.
• Daley J (January 2020). "Gene Therapy Arrives: After false starts, drugs that manipulate the code of life are finally changing lives". Scientific American. 322 (1).
• Gardlík R, Pálffy R, Hodosy J, Lukács J, Turna J, Celec P (April 2005). "Vectors and delivery systems in gene therapy". Medical Science Monitor. 11 (4): RA110–121. PMID 15795707.
• Horn PA, Morris JC, Neff T, Kiem HP (September 2004). "Stem cell gene transfer – efficacy and safety in large animal studies". Molecular Therapy. 10 (3): 417–431. doi:10.1016/j.ymthe.2004.05.017. PMID 15336643.
• Parambi DG, Alharbi KS, Kumar R, Harilal S, Batiha GE, Cruz-Martins N, Magdy O, Musa A, Panda DS, Mathew B (October 2021). "Gene Therapy Approach with an Emphasis on Growth Factors: Theoretical and Clinical Outcomes in Neurodegenerative Diseases". Molecular Neurobiology. 59 (1): 191–233. doi:10.1007/s12035-021-02555-y. PMC 8518903. PMID 34655056.
• Salmons B, Günzburg WH (April 1993). "Targeting of retroviral vectors for gene therapy". Human Gene Therapy. 4 (2): 129–141. doi:10.1089/hum.1993.4.2-129. PMID 8494923.
• Staff (18 November 2005). "Gene Therapy". Human Genome Project Information. Oak Ridge National Laboratory. Archived from the original (FAQ) on 27 April 2006. Retrieved 28 May 2006.
• Tinkov S, Bekeredjian R, Winter G, Coester C (20 November 2000). "Polyplex-conjugated microbubbles for enhanced ultrasound targeted gene therapy" (PDF). Georgia World Congress Center, Atlanta, GA: 2008 AAPS Annual Meeting and Exposition. Archived from the original (PDF) on 7 July 2012. Retrieved 26 January 2009.
• Wang H, Shayakhmetov DM, Leege T, Harkey M, Li Q, Papayannopoulou T, Stamatoyannopolous G, Lieber A (September 2005). "A capsid-modified helper-dependent adenovirus vector containing the beta-globin locus control region displays a nonrandom integration pattern and allows stable, erythroid-specific gene expression". Journal of Virology. 79 (17): 10999–11013. doi:10.1128/JVI.79.17.10999-11013.2005. PMC 1193620. PMID 16103151.