La mecánica de la terapia génica en las enfermedades de la retina.
Ya hay en el mercado una terapia génica para enfermedades hereditarias de la retina, y se están probando muchas más. ¿Son las patologías adquiridas de la retina el próximo objetivo?
Por ser un órgano pequeño, autónomo, accesible y relativamente inmune, y con una amplia gama de enfermedades bien descritas, el ojo es un objetivo ideal para la terapia génica. Este artículo analiza los mecanismos de la terapia génica, específicamente la terapia génica ocular, y cómo se están utilizando las estrategias de terapia génica en los ensayos clínicos para las enfermedades retinianas hereditarias (ERH) y, potencialmente, para las enfermedades retinianas adquiridas en un futuro próximo.
Los tres componentes generales de la terapia génica ocular son:
- el material genético, que consiste en el transgén terapéutico con codón optimizado junto con promotores, potenciadores y repeticiones invertidas que permiten la expresión específica del tejido del producto del transgén;
- el vehículo de entrega para introducir el material genético y
- la vía de administración, ya sea mediante inyección intravítrea o subretiniana, para tratar una variedad de trastornos retinianos y coroideos.
Los vectores virales (p. ej., Adenovirus, virus adenoasociados [AAV] y lentivirus) que sirven como vehículos principales para el suministro de material genético en el ojo se modifican para eliminar la maquinaria viral patógena pero mantienen los componentes que permiten la entrada en la célula y el tránsito al núcleo, donde la carga útil (transgén) se transcribe en la proteína deseada. Los vectores virales pueden diseñarse para dirigirse a tipos celulares específicos mediante la modificación de la cápside virica (por ejemplo, AAV2, AAV8, AAV9, AAV7m8) o mediante protómeros transgénicos específicos del tejido (por ejemplo, promotor de rodopsina para apuntar a los fotorreceptores llamados bastones en el interior de la retina).
Tres vías para la terapia génica
La terapia génica se puede utilizar de varias maneras, según la enfermedad objetivo deseada y su causa subyacente.
Reemplazo de genes
El reemplazo de genes, que suministra una copia funcional de un gen mutado a la célula, se usa en enfermedades hereditarias de la retina que implican mutaciones por pérdida de función, como la amaurosis congénita (LCA) de Leber asociada al gen RPE65, o para administrar una proteína que normalmente no se encuentra o no se produce en la célula diana. Un ejemplo destacado de la estrategia del reemplazo de genes es voretigene neparvovec-ryzl (Luxturna, Spark Therapeutics), la primera terapia génica que recibió la aprobación de la FDA en EE. UU. y, por lo tanto, completa el viaje desde el laboratorio hasta la practica y entra en el ámbito de la realidad clínica.
Inactivación de genes
La inactivación de genes, por el contrario, implica el bloqueo de la expresión de genes dañinos. Este enfoque puede ser más apropiado para la mutación de ganancia de función en enfermedades hereditarias de la retina como la retinosis pigmentaria (RP) autosómica dominante relacionada con la rodopsina. Para que la inactivación de los genes restaure las proteínas celulares normales, es posible que deba ir acompañada con el reemplazo de genes para la función del gen que falta.
Edición de genes
En la edición de genes, el ADN celular objetivo se modifica para corregir mutaciones específicas. La edición de genes puede ser más apropiada para el tratamiento de enfermedades hereditarias de la retina que implique ganancia de función o mutaciones negativas dominantes; una secuencia de ADN específica podría editarse fuera de la célula diana y reemplazarse con la secuencia de una proteína funcional. El sistema de repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas (CRISPR) y CRISPR-9 (Cas9) agrupadas regularmente es el principal ejemplo actual de un sistema de edición de genes. El sistema CRISPR / Cas9 puede cambiar de forma eficiente y específica los genes dentro de una variedad de tipos de células. Evitar efectos fuera del objetivo y mutaciones no deseadas en otras partes del genoma de las células objetivo son dos consideraciones importantes en todas las terapias de edición de genes.
Terapia génica para enfermedades hereditarias de la retina
Se han completado varias docenas de ensayos de terapia génica ocular, que están en curso o están en las etapas de planificación. La mayor parte de la actividad clínica en la terapia génica ocular se ha centrado en las enfermedades hereditarias de la retina monogenéticas. Las razones de esto incluyen la identificación precisa del gen objetivo y el camino claro y relativamente sencillo hacia la aprobación por parte de la FDA. Es decir, la FDA considera que la mayoría de las enfermedades hereditarias de la retina son enfermedades huérfanas, definidas como enfermedades que afectan a menos de 200,000 personas en los Estados Unidos y, por lo tanto, la mayoría de los tratamientos pueden obtener una designación de terapia innovadora. Los incentivos para las designaciones de productos huérfanos y terapias innovadoras incluyen un cronograma regulatorio menos engorroso y una posible exclusividad de 7 años una vez que se apruebe el producto.
A continuación se presenta una ojeada a las dianas genéticas y a los mecanismos que se utilizan en algunos de estos ensayos. Consulte también el artículo de Benjamin Bakall, MD, para obtener detalles adicionales sobre algunas de estas enfermedades y las terapias que se están estudiando para su tratamiento.
ENFERMEDADES MEDIADAS POR EL GEN RPE65
El gen RPE65, expresado en células del epitelio pigmentario de la retina (EPR), codifica una enzima carotenoide hemo-oxigenasa que convierte los ésteres 11-trans-retinil en 11-cis-retinal, que luego se utiliza en la regeneración visual de pigmentos en fotorreceptores. Las mutaciones en RPE65 se han asociado con LCA tipo 2 (LCA2) y Retinosis Pigmentaria, específicamente RP20.
Voretigene fue aprobado por la FDA en diciembre para el tratamiento de pacientes con mutaciones bialélicas en el gen RPE65 . El primer paciente fuera de un ensayo clínico fue tratado en marzo. Los pacientes, en clínica, han sido tratados en seis centros en los Estados Unidos, según el fabricante del medicamento. Voretigene es una terapia génica basada en AAV que se administra en el espacio subretiniano después de una vitrectomía pars plana a pacientes con enfermedades hereditarias de la retina genéticamente confirmadas con mutaciones en ambas copias del gen RPE65 . La inyección subretinal de voretigene suministra una copia normal del gen RPE65 a las células del epitelio pigmentario de la retina (EPR), que luego producen la proteína RPE65 que funciona y restaura el ciclo visual.
MeiraGTx también está desarrollando una terapia génica AAV-RPE65 para pacientes con mutaciones bialélicas en el gen RPE65. Este enfoque utiliza un gen RPE65 optimizado por codones que es impulsado por un nuevo promotor específico de células del epitelio pigmentario de la retina (EPR) sintético que se dice que es de 100 a 1,000 veces más potente que la terapia de la primera generación. Un estudio clínico de fase 1/2 ha completado la dosificación de nueve adultos en tres cohortes de dosis en aumento y seis pacientes pediátricos en un brazo de extensión pediátrica. Próximamente aparecerán los resultados.
COROIDEREMIA
La coroideremia es una enfermedad hereditaria de la retina recesiva ligado al cromosoma X que resulta de una mutación de pérdida de función en el gen CHM que codifica para la proteína REP-1. La falta de REP-1 funcional conduce a la muerte celular y a la pérdida progresiva de la coroides, el epitelio pigmentario de la retina (EPR) y los fotorreceptores, lo que produce ceguera. Dos terapias génicas están siendo evaluadas en ensayos clínicos.
SPK-7001
Se está llevando a cabo un ensayo clínico abierto de 2 años para la fase 1/2 de SPK-7001 (Spark Therapeutics). En un análisis intermedio, SPK-7001 no produjo eventos adversos graves relacionados con el producto. Cuatro de los 10 participantes de etapa posterior mostraron indicaciones no estadísticamente significativas de eficacia en uno o más puntos finales. Esto puede deberse a la etapa tardía de la enfermedad en esta cohorte. Una cohorte adicional de cinco pacientes con enfermedad en etapa más temprana completó la inscripción, y se espera que se realicen más análisis de seguridad y eficacia a finales de 2018.
NSR-REP1
En cuatro ensayos clínicos abiertos de fase 1/2 que incluyeron 32 participantes, más del 90% de los pacientes tratados con NSR-REP1 (Nightstar Therapeutics) mantuvieron o mejoraron la agudeza visual durante un período de 1 año. Sobre la base de estos resultados alentadores, la compañía anunció el inicio de un ensayo de fase 3 para estudiar la seguridad y la eficacia de NSR-REP1 en 140 pacientes con coroideremia. La variable principal de evaluación al cabo de 12 meses será la proporción de pacientes con una mejora de 15 letras respecto a la agudeza visual de referencia.
RETINOSIS PIGMENTARIA LIGADA AL CROMOSOMA X
Las mutaciones en el gen de la proteína reguladora de la RP GTPasa (RPGR) se han asociado con aproximadamente el 70% de la Retinosis Pigmentaria ligada al cromosoma X (XLRP). Debido a que RPGR está involucrado en el transporte de proteínas responsables del mantenimiento de la salud de los fotorreceptores, la pérdida de la función de RPGR da como resultado la muerte progresiva de conos y bastones. Los hombres con mutaciones de RPGR desarrollan típicamente pérdida de visión en las primeras 2 décadas de la vida, comenzando con dificultades de visión nocturna y periférica durante la niñez y progresando a pérdida de visión central a los 20 y 30 años. La mayoría de las mujeres portadoras son asintomáticas, pero algunas pueden desarrollar una pérdida de visión similar a la observada en los hombres. Varios ensayos de terapia génica en XLRP están en progreso.
NSR-RPGR
Nightstar Therapeutics ha iniciado un ensayo clínico de fase 1/2 para el tratamiento de XLRP utilizando un vector AAV con un gen RPGR optimizado con codón (NSR-RPGR) que produce una mayor expresión de proteínas en comparación con la de una secuencia codificante de RPGR en estado normal. NSR-RPGR está diseñado para producir la proteína en el marco de lectura abierto RPGR 15 (RPGR-ORF15), la configuración de RPGR expresada en la retina.
AAV-RPGR
MeiraGTx está llevando a cabo un ensayo clínico de fase 1/2 de su producto candidato AAV-RPGR en pacientes adultos y pediátricos con XLRP. En una fase de escalada de dosis, hasta 18 adultos recibirán una de las tres dosis escaladas. Una vez que se determine una dosis adecuada en adultos, el ensayo se ampliará para tratar hasta 12 niños con mutaciones de RPGR.
En julio, Applied Genetic Technologies Corporation (AGTC), en colaboración con Biogen, inscribió al primer paciente en un estudio abierto de fase 1/2 de escalada de dosis de la administración subretiniana de una terapia génica basada en AAV en pacientes con XLRP causada por mutaciones genéticas RPGR . Se inscribirán hasta 15 pacientes.
Retinosquisis ligada al Cromosoma X
La retinosquisis ligada al cromosoma X (XLRS) se caracteriza por una división anormal de la retina neurosensorial, que a menudo afecta a la mácula central, lo que resulta en una disminución de la agudeza visual desde una edad temprana. La XLRS es causada por una anomalía en el gen RS1, que codifica una proteína, la retinosquisina, que es secretada por la retina externa y se cree que está involucrada en las adherencias célula-célula y en el desarrollo de la matriz intracelular de la retina. La deficiencia en retinosquisina produce cavidades retinianas, disfunción sináptica retiniana, disminución de la agudeza visual y predisposición a desprendimientos de retina.
AAV8-RS1
El National Institutes of Health’s National Eye Institute informó recientemente de los hallazgos iniciales de un estudio de fase 1/2 de AAV8-RS1 intravítreo en pacientes con XLRS. En este ensayo clínico abierto, prospectivo, de escala única, de centro único, se administró el vector intravítreo a nueve pacientes con mutaciones patológicas del gen RS1. El AAV8-RS1 fue generalmente bien tolerado, con una inflamación ocular relacionada con la dosis y un aumento relacionado con la dosis en los anticuerpos sistémicos contra el AAV8. Las cavidades retinianas se cerraron transitoriamente en un paciente tratado en el grupo de dosis más alta. Se están explorando dosis adicionales y el uso con regímenes inmunosupresores.
RAAV2TYF-CB-HRS1
AGTC, en colaboración con Biogen, ha completado la inscripción en un ensayo clínico de fase 1/2 de rAAV2tYF-CB-hRS1 en pacientes con XLRS causada por mutaciones en el gen RS1. Aproximadamente 27 pacientes se inscribieron secuencialmente en cuatro grupos de escalado de dosis, y el cuarto grupo recibió la dosis máxima tolerada según lo determinaron los primeros tres grupos. También se incluyó a un grupo de pacientes pediátricos que recibieron la dosis media. Además del objetivo principal de seguridad, el ensayo evaluará la función visual, la estructura retiniana y las medidas de calidad de vida después de la administración de la terapia génica. Los datos de primera línea de este estudio se anticipan a fines de 2018, con un análisis final a los 12 meses.
ACROMATOPSIA
La acromatopsia congénita, o monocromacia de bastones, es un trastorno autosómico recesivo que se caracteriza por la pérdida de la función de los conos. Las anomalías en cinco genes, todas las proteínas codificantes requeridas para los pasos críticos de la vía de fototransducción de los conos, se han relacionado con la acromatopsia. Se cree que las mutaciones en el gen que codifica el canal beta 3 regulado por nucleótidos cíclicos (CNGB3 / ACHM3) son responsables de más del 50% de la acromatopsia, y las mutaciones en el canal alfa 3 regulado por nucleótidos cíclicos (CNGA3 / ACHM2) son responsables del 25%. Los genes CNGB3 y CNGA3 codifican las dos subunidades del canal regulado por nucleótidos cíclicos (CNG) expresado en segmentos externos de los conos. Tres CNGB3 y una CNGA3 combinan las subunidades para formar el canal CNG de los conos que media la transducción de los cambios activados por la luz necesarios para la despolarización de las células fotorreceptoras llamadas conos.
AAV-CNGB3
MeiraGTx está llevando a cabo un ensayo clínico abierto de fase 1/2 de escalada de dosis de AAV-CNGB3 administrado por vía subretiniana en pacientes adultos y pediátricos con acromatopsia asociada a CNGB3. Hasta 18 pacientes adultos recibirán una de las tres dosis de AAV-CNGB3. Una vez que se establezca una dosis aceptable, se tratarán hasta nueve pacientes pediátricos.
AGTC está llevando a cabo dos ensayos clínicos de fase 1/2 separados para evaluar la seguridad y la eficacia de la terapia génica administrada por AAV para las dos formas más comunes de acromatopsia: las causadas por una mutación en los genes CNGB3 o CNGA3.
Ambos estudios están inscribiendo pacientes.
OTRAS ENFERMEDADES HEREDITARIAS DE LA RETINA
Además de los planteamientos de terapia génica descritos anteriormente, que se encuentran en o más allá de la fase de prueba 1/2, hay más de una docena de productos de terapia génica candidatos para una variedad de trastornos en el desarrollo de la fase 1 preclínica tardía o temprana. Siga a Retina Today para obtener más información sobre estos productos candidatos.
TERAPIA DE GENES PARA TRASTORNOS ADQUIRIDOS
La aprobación de voretigene ha servido como una prueba de concepto para la terapia génica ocular como una opción terapéutica viable para el tratamiento de enfermedades hereditarias de la retina de un solo gen, y claramente hay muchos más enfoques de este tipo en desarrollo. Sin embargo, tal vez sea más emocionante el potencial para la aplicación de técnicas de terapia génica a trastornos más multifactoriales, a menudo no hereditarios, como la degeneración macular relacionada con la edad (DMAE) y la retinopatía diabética. Tales terapias representarían un verdadero cambio de paradigma para millones de pacientes, en lugar de los miles o decenas de miles afectados por enfermedades hereditarias de la retina.
El concepto general para la terapia génica en estos tipos de enfermedades sería introducir un transgén que no se encuentra en la célula objetivo (por ejemplo, una molécula anti-VEGF para el tratamiento de la DMAE húmeda), en lugar de corregir una anomalía genética hereditaria. El ojo podría luego convertirse en una biofábrica que produzca el transgen de forma indefinida, evitando la necesidad de inyecciones intravítreas repetidas de anti-VEGF, por ejemplo, en el caso de pacientes con DMAE húmeda.
Varios ensayos de fase 1/2 de escalada de dosis de terapias para la DMAE húmeda no demostraron la eficacia suficiente para avanzar en el desarrollo. Sin embargo, varias compañías están evaluando los productos de terapia génica candidatos para la DMAE húmeda y para la DMAE seca. Estas investigaciones se encuentran en fase 1 o etapas preclínicas. Podemos esperar un mayor desarrollo en esta área de investigación.
HABRÁ MÁS
Sin duda, 2018 será recordado como el año en que la terapia génica entró en nuestro arsenal terapéutico. A medida que las opciones de tratamiento de terapia génica dirigida para las enfermedades hereditarias de la retina continúan expandiéndose, principalmente en forma de un número cada vez mayor de ensayos clínicos, las pruebas genéticas para un diagnóstico molecular más preciso de pacientes con degeneraciones retinianas serán cada vez más importantes.
Aunque nuestra experiencia con las enfermedades hereditarias de la retina monogenéticas ha proporcionado pruebas del valor de la terapia génica, su verdadero compromiso es su potencial para transformar nuestro enfoque para tratar enfermedades mucho más frecuentes, como la DMAE húmeda. El éxito continuo de la terapia génica ocular dependerá sin duda de los avances en la selección de la cápsula (por ej., AAV8, AAV9, AAV7m8), la optimización del cassette génico (incluida la elección de promotores y potenciadores), la formulación, la fabricación y la vía de administración adecuada (intravítrea versus subretinal).
Autor: Szilárd Kiss, MD.
Traducción: Asociación Mácula Retina.
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