«Касгеви»: первое в мире генное редактирование

Главное

«Касгеви» (Casgevy, эксагамглоген аутотемцел) — новый лекарственный препарат, предназначенный для лечения серповидно-клеточной болезни и трансфузионно-зависимой бета-талассемии.

Достаточно одной дозы «Касгеви», чтобы навсегда избавить пациентов от тяжелого бремени их заболеваний, либо существенно снизив число вазо-окклюзионных кризов, либо устранив необходимость в переливании крови, — то есть функционально вылечиться.

«Касгеви» — первый в мире препарат, построенный на базе технологии генного редактирования CRISPR-Cas9.

Эксагамглоген аутотемцел (exagamglogene autotemcel) разработан «Вертекс фармасьютикалс» (Vertex Pharmaceuticals) и «Криспа терапьютикс» (CRISPR Therapeutics).

Дебют «Касгеви» состоялся в Великобритании, которая середине ноября 2023 года в условном порядке авторизовала генное редактирование. Лечение показано пациентам (12 лет и старше) либо с серповидно-клеточной болезнью с рецидивирующими вазо-окклюзионными кризами и генотипом β^S/β^S, β^S/β⁺ или β^S/β⁰, либо с зависимой от переливания бета-талассемией. Важное замечание: «Касгеви» назначается только в том случае, если пациент пригоден для прохождения трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, но нет HLA-подходящего донора.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило «Касгеви» в начале декабря 2023 года: для лечения пациентов (12 лет и старше) с серповидно-клеточной болезнью с рецидивирующими вазо-окклюзионными кризами. Решение относительно лечения бета-талассемии будет принято до конца марта 2024 года.

Для американских пациентов стоимость «Касгеви» выставлена в 2,2 млн долларов.

Европейское агентство по лекарственным средствам (EMA) продолжает рассматривать регистрационное досье «Касгеви» с показаниями, аналогичными британским.

«Касгеви»: механизм действия эксагамглогена аутотемцела

Серповидно-клеточная болезнь и зависимая от переливаний бета-талассемия — наиболее распространенные моногенные заболевания во всем мире, ежегодно диагностируемые у приблизительно 300 тыс. и 60 тыс. человек [1] [2] [3].

Оба заболевания вызываются мутациями в гене бета-субъединицы гемоглобина (HBB, бета-глобин). Точечные мутации в HBB, ответственные за развитие серповидно-клеточной болезни, заменяют глутаминовую кислоту на валин в аминокислотной позиции, что приводит к чрезмерному синтезу гемоглобина S (HbS), который, будучи в условиях низкого содержания кислорода, теряет растворимость и полимеризируется, меняя форму эритроцитов на серповидную (в виде полумесяца), что делает их неэластичными, хрупкими, подверженными разрыву [4]. Это проявляется гемолизом, анемией, болезненными вазо-окклюзионными эпизодами, необратимым повреждением конечных органов и сокращением продолжительности жизни [5].

Точечные мутации в HBB, вызывающие трансфузионно-зависимую бета-талассемию [6], отражаются нарушением синтеза одной или обеих цепей бета-глобина, которые, наряду с двумя цепями альфа-глобина (HBA), входят в состав гемоглобина A (HbA) — основного варианта гемоглобина взрослого человека. Итогом становится снижение (β⁺) или отсутствие (β⁰) синтеза бета-глобина и дисбаланс между альфа- и бета-подобными глобиновыми цепями (например, β, γ и δ) гемоглобина, что результирует неэффективным эритропоэзом [4] [5].

Варианты лечения в основном включают обезболивание, переливание крови и гидроксимочевину при серповидно-клеточной болезни [7], переливание крови и хелатирование железа при бета-талассемии [8].

Такие относительно новые лекарственные препараты, как луспатерцепт (luspatercept) [9] и кризанлизумаб (crizanlizumab) [10], снизили частоту вазо-окклюзионных эпизодов при серповидно-клеточной болезни и потребность в гемотрансфузиях при бета-талассеммии, но ни один из фармакологических подходов не устраняет основную причину заболеваний и полностью не ослабляет их проявления.

Аллогенная трансплантация костного мозга может вылечить и серповидно-клеточную болезнь, и зависимую от переливания бета-талассемию, однако подходящих по человеческому лейкоцитарному антигену (HLA) доноров можно найти для менее чем 20% пациентов [11] [12] [13].

Генная терапия бета-талассемии, одобренная в лице препарата «Зинтегло» (Zynteglo, бетибеглоген аутотемцел), продемонстрировала превосходные результаты [14] [15] [16]. Механизм действия бетибеглогена аутотемцела (betibeglogene autotemcel) опирается на ex vivo трансдукцию гемопоэтических стволовых клеток CD34⁺ пациента путем лентивирусного переноса функциональных копий модифицированного гена бета-глобина (βA-T87Q-глобин), запускающего синтез одноименного белка, который, сочетаясь с альфа-глобином, продуцирует функциональный гемоглоблин A.

«Зинтегло»: генная терапия бета-талассемии

Одна доза бетибеглогена аутотемцела навсегда устранит зависимость от постоянных переливаний крови.

Кроме того, было установлено, что эритроид-специфический нокдаун гена BCL11A с помощью микроРНК-адаптированной короткой шпилечной РНК, доставляемой лентивирусным вектором, реактивирует ген гамма-глобина [17] [18] [19].

Производство фетального гемоглобина (состоит из двух альфа-цепей и двух гамма-цепей), также известного как гемоглобин F (HbF), регулируется в процессе развития таким образом, что уровень гамма-глобина, производимого внутриутробно, снижается постнатально по мере увеличения производства бета-глобина и гемоглобина A взрослых (состоит из двух альфа-цепей и двух бета-цепей). Повышенный уровень фетального гемоглобина ассоциирован с улучшением показателей заболеваемости и смертности у пациентов с серповидно-клеточной болезнью и трансфузионно-зависимой бета-талассемией [20] [21] [22].

Вот почему у новорожденных и детей эти заболевания обычно протекают бессимптомно, пока уровень фетального гемоглобина остается высоким, и становятся симптоматичными в течение первого года жизни, когда синтез фетального гемоглобина снижается [23] [24]. У пациентов, которые унаследовали персистенцию HbF, при которой фетальная экспрессия продолжается во взрослом возрасте, заболевания практически не проявляются [25].

В ходе исследований геномных ассоциаций были выявлены однонуклеотидные полиморфизмы (SNP), связанные с повышенной экспрессией фетального гемоглобина у взрослых [26]. Некоторые из этих SNP расположены в локусе BCL11A на хромосоме 2 и ассоциированы с меньшей тяжестью протекания как серповидно-клеточной болезнь, так и зависимой от переливания бета-талассемии [27].

BCL11A — цинк-пальцевый транскрипционный фактор, который подавляет экспрессию гамма-глобина и фетального гемоглобина в эритроидных клетках. SNP, которые ассоциированы с фетальным гемоглобином, находятся в эритроид-специфическом энхансере; они снижают регуляцию экспрессии BCL11A и повышают экспрессию фетального гемоглобина [1] [23].

Система CRISPR-Cas9 (регулярно расположенные группы коротких палиндромных повторов с нуклеазой Cas9) представляет собой защитную бактериальную иммунную систему, которая способна расщеплять ДНК бактериофагов и которая позволяет таргетированно программировать вставки или делеции (инделы) в определенном участке геномной ДНК [28] [29].

Исследователи из «Криспа терапьютикс» (CRISPR Therapeutics) при поддержке «Вертекс фармасьютикалс» (Vertex Pharmaceuticals) воспроизвели фенотип наследственной персистенции фетального гемоглобина, обратившись к методу генного редактирования CRISPR-Cas9 и реализовав его в лице лекарственного препарата эксагамглоген аутотемцел (exagamglogene autotemcel). Если упрощенно, речь идет о генетической модификации ex vivo аутологичных (самого пациента) гемопоэтических стволовых клеток, чтобы заставить их продуцировать фетальный гемоглобин, компенсирующий либо аномальный гемоглобин S, либо низкий уровень гемоглобина A или его отсутствие.

Механизм действия системы CRISPR-Cas9 в данном случае может быть описан следующим образом.

• Согласно определению Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), редактирование генома человека — процесс, в ходе которого добавляются, удаляются, изменяются или заменяются ДНК-последовательности в определенных местах генома соматических клеток человека, ex vivo, in vivo или при помощи нуклеазозависимых или нуклеазонезависимых технологий редактирования генома.

• Нуклеазозависимые технологии, такие как CRISPR-Cas9, внедряют сайт-специфические разрывы в ДНК, что приводит к точной модификации (расщеплению) двухцепочечной ДНК-последовательности в конкретно заданном участке — благодаря гидовой РНК (гРНК).

• Естественная гРНК состоит из CRISPR-РНК (крРНК), которая отвечает за комплементарность мишени, и трансактивирующей РНК (тракрРНК), которая необходима для связывания крРНК с белком Cas9. Для терапевтических целей эксагамглогена аутотемцела последовательности крРНК и тракрРНК были объединены в единую конструкцию — одиночную направляющую РНК (онРНК), притом что Cas9, связываясь с последней, образует рибонуклеопротеиновый комплекс (RNP).

• Нуклеаза Cas9, попадая в ядро клетки, с помощью онРНК направляется по геномной ДНК в поисках мотива, примыкающего к протоспейсеру (PAM). Если такой PAM примыкает к последовательности ДНК, комплементарной онРНК, то последняя специфически связывается с интересующей последовательностью ДНК, позволяя ферменту Cas9 осуществить двухцепочечный разрыв ДНК на три-четыре нуклеотида выше PAM-последовательности.

• После расщепления эндогенные механизмы репарации ДНК восстанавливают разрыв путем, как правило, негомологичного соединения концов, что приводит к вставкам или делециям оснований (так называемым инделам). В случае с эксагамглогеном аутотемцелом образование инделов приводит к снижению связывания транскрипционных факторов и, в конечном счете, к снижению уровня синтеза целевого белка.

Непосредственно процедура лечения препаратом генного редактирования «Касгеви» (Casgevy, эксагамглоген аутотемцел, CTX001) выглядит следующим образом.

Вначале пациент проходит мобилизацию гемопоэтических стволовых клеток комбинацией из гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (G-CSF) в лице филграстима (filgrastim) и иммуностимулятора плериксафора (plerixafor). Затем аферезом собираются мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC), из которых изолируются гемопоэтические стволовые и прогениторные клетки (HSPC) CD34⁺. Далее последние генетически модифицируются ex vivo в эритроид-специфической области энхансера BCL11A в целях снижения экспрессии BCL11A в клетках эритроидного ряда, восстановления синтеза гамма-глобина и возобновления производства фетального гемоглобина. Отредактированная популяция клеток вливается обратно пациенту, предварительно прошедшему миелоабляционное кондиционирование бусульфаном (busulfan). Наконец, осуществляется мониторинг за процессом приживления трансплантата [30] [31] [32].

«Касгеви»: эффективность и безопасность эксагамглогена аутотемцела

Серповидно-клеточная болезнь

Продолжающееся клиническое исследование CLIMB SCD-121 (NCT03745287) фазы I/II/III (нерандомизированное, открытое, многоцентровое, международное) пригласило пациентов (в возрасте 12–35 лет) с серповидно-клеточной болезнью.

Среди основных требований к участникам:

• тяжелое течение заболевания;
• как минимум два тяжелых вазо-окклюзионных криза в год за последние два года до скрининга;
• генотип β^S/β^S, β^S/β⁰ или β^S/β⁺.

Согласно промежуточному анализу данных пациентов (n=31), за которыми наблюдали на протяжении медианных 19,3 месяца (0,8–48,1) после инфузии «Касгеви», результаты получились следующими.

К первичной конечной точке эффективности лечения, заявленной пропорцией пациентов, на протяжении как минимум 12 месяцев подряд не столкнувшихся с тяжелым вазо-окклюзионным кризом (VF12), вышли 93,5% испытуемых (98% ДИ [здесь и далее]: 77,9–100,0) [n=29/31]. До лечения у испытуемых было медианных 3,5 (2,0–18,5) тяжелых вазо-окклюзионных кризов в год.

Вторичная конечная точка, установленная пропорцией испытуемых, которым в течение не менее чем 12 месяцев подряд не потребовалась госпитализация по причине тяжелого вазо-окклюзионного криза (HF12), оказалась справедливой для всех 100% пациентов (87,8–100,0) [n=30/30]. Оценка проводилась не для всех участника, так как один человек не был пригоден для установления статуса HF12. До лечения испытуемые госпитализировались медианных 2,0 раза (0,5–8,5) в год.

Отмечен быстрый рост уровня нормального гемоглобина, причем с клинически значимой прибавкой (на более чем 20% от исходного) фетального гемоглобина и устойчивым поддержанием достигнутых показателей. Указанное справедливо вне зависимости от генотипа заболевания.

Как-либо серьезных нежелательных явлений (НЯ), имеющих прямое отношение к назначению «Касгеви», зафиксировано не было. Никто из испытуемых не столкнулся с болезнью «трансплантат против хозяина», неприживлением трансплантата или отторжением трансплантата. Зарегистрирован один смертельный случай по причине коронавирусной инфекции COVID-19 и легочной токсичности после миелоабляционного кондиционирования.

Бета-талассемия, зависимая от переливания

Продолжающееся клиническое исследование CLIMB THAL-111 (NCT03655678) фазы I/II/III (нерандомизированное, открытое, многоцентровое, международное) пригласило пациентов (в возрасте 12–35 лет) с зависимой от переливания бета-талассемией.

Среди основных требований к участникам:

• гомозиготная (β⁰/β⁰) бета-талассемия или сложная (компаунд) гетерозиготная бета-талассемия;
• переливания эритроцитарной массы в объеме как минимум 100 мл/кг/год или не менее чем 10 пакетов/год за последние два года до скрининга.

Согласно промежуточному анализу данных пациентов (n=42), за которыми наблюдали в течение медианных 22,8 месяца (2,1–51,1) после назначения «Касгеви», результаты получились следующими.

К первичной конечной точке эффективности лечения, установленной пропорцией пациентов, на протяжении не менее чем 12 месяцев продемонстрировавших поддержание гемоглобина на уровне как минимум 9 г/дл и без необходимости в переливании эритроцитов, вышли 92,9% участников (n=39/42).

Три испытуемых не смогли добраться до указанного статуса, однако их зависимость от гемотрансфузии существенно снизилась: на 73,4%, 82,4% и 96,0% — относительно исходной частоты переливаний эритроцитарной массы в пересчете на год.

До лечения испытуемым приходилось обращаться к переливаниям медианных 16,5 раза (10,5–34,5) в год в медианном гемотрансфузионном объеме 201,0 мл/кг (115,2–330,9).

Отмечен быстрый и клинически значимый рост уровня нормального гемоглобина (в основном за счет фетального), причем с устойчивым поддержанием на уровне, сравнимом с таковым у здоровых лиц. Указанное справедливо вне зависимости от генотипа заболевания.

Серьезные нежелательные явления (НЯ), связанные с применением «Касгеви» и  впоследствии успешно купированные, развились у 3,7% пациентов (n=2/54): гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз, острый респираторный дистресс-синдром, синдром идиопатической пневмонии и головная боль (n=1); задержка приживления трансплантата и тромбоцитопения (n=1).

Жизнеугрожающее серьезное НЯ в виде кровоизлияния в мозжечок возникло у одного испытуемого и было вызвано миелоабляционным кондиционированием.

Не было зарегистрировано ни одного случая болезни «трансплантат против хозяина», неприживления трансплантата или отторжения трансплантата, а также смертельного исхода.