La frustración de los anticuerpos neutralizantes de AAV podría mejorar la terapia génica
ARRIBA: Ilustración del virus adenoasociado ISTOCK.COM, DISEÑO YABUSAKA
Hace poco más de una década, siete pacientes con hemofilia enfermedad Ba causada por una mutación en el gen F9 que impide que los pacientes formen proteínas de coagulación cruciales se ofrecieron como voluntarios para ser los primeros humanos en recibir una terapia génica administrada utilizando un virus adenoasociado como vector. Este tratamiento en particular no superó la Fase 1/2 del ensayo porque, aunque se consideró seguro, los pacientes no mantuvieron la expresión del gen. Pero otras dos terapias génicas basadas en un virus adenoasociado (AAV), Luxturna para formas raras de ceguera y Zolgensma para la atrofia muscular espinal, han sido aprobadas desde entonces por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA), y varias compañías farmacéuticas ahora están buscando la aprobación regulatoria de las terapias génicas transmitidas por AAV para la hemofilia B.
Recientemente, los científicos realizaron un seguimiento de cuatro de esos pacientes originales. En un estudio publicado en Molecular Therapy en septiembre, informan que los hombres todavía están libres de cualquier toxicidad preocupante relacionada con el tratamiento. Sin embargo, el estudio no fue todo buenas noticias. El equipo también descubrió que después de todos estos años, los hombres todavía tenían niveles elevados de anticuerpos neutralizantes de AAV. Eso significa que si se aprueba una terapia génica AAV para tratar su enfermedad, es probable que no puedan beneficiarse de ella: los anticuerpos masticarían el vector antes de que pudiera insertar el gen correctivo.
Administración de un gen AAV la terapia es esencialmente una vacuna contra AAV, dice Lindsey George, hematóloga del Childrens Hospital of Philadelphia que dirigió la investigación. El suyo no fue el primer estudio en identificar los anticuerpos como un problema para quienes reciben terapias génicas de AAV, pero es el primero en mostrar que los títulos elevados pueden durar tanto tiempo. Este papel de los anticuerpos neutralizantes de AAV es enorme, dice George, ya que socava la eficacia de las terapias génicas.
Debido a que los AAV son virus, el sistema inmunitario humano crea anticuerpos tras la exposición que los reconocen y neutralizan en posteriores encuentros A veces, los pacientes tienen anticuerpos neutralizantes en la sangre antes de haber recibido una terapia génica porque están expuestos a los AAV en el medio ambiente.
La capacidad de modular eficazmente la respuesta inmunitaria mediada por anticuerpos podría hacer que las terapias génicas con AAV mucho más eficaz para muchos más pacientes de lo que son ahora.
Junto con altos niveles de anticuerpos contra el vector AAV específico que habían recibido AAV2, los pacientes que el equipo de Georges evaluó también tenían anticuerpos neutralizantes contra varios otros Los vectores AAV, a saber, AAV5 y AAV8, le dice a The Scientist.
Andrew Davidoff, cirujano pediátrico del St. Jude Childrens Research Hospital que estudia las terapias génicas AAV pero no participó en el estudio, dice: Este documento sugiere que no solo no podrán recibir una segunda dosis del vector del mismo [tipo de AAV], sino potencialmente incluso otros [tipos].
Si los científicos pueden evitar que los anticuerpos neutralicen el AAV, ellos w no solo brindaría a pacientes como estos otra oportunidad de recibir una dosis más efectiva de terapia génica, sino que ampliaría el número de pacientes que podemos tratar con la terapia para incluir el 3050 por ciento de los pacientes que ya han estado expuestos a AAV en el medio ambiente, dice Giuseppe Ronzitti, quien dirige un laboratorio centrado en la investigación de terapia génica en Genethon.
Pero, dice Davidoff, nadie ha encontrado una solución adecuada todavía que sea probable que sea aceptada por los pacientes. El cuerpo ha evolucionado durante millones de años, este sistema inmunológico que ayuda a combatir las infecciones. Así que superar eso, aunque sea temporalmente, no es una tarea fácil.
Algunos medicamentos inmunosupresores no funcionarán si el cuerpo ya ha desarrollado anticuerpos específicos contra un patógeno en particular, como el AAV. Por lo tanto, los científicos están probando combinaciones de diferentes tipos de inmunosupresores que esperan que eviten que el cuerpo ataque a los AAV, pero es probable que tengan riesgos importantes, principalmente, la susceptibilidad a la infección.
Otra opción es la plasmaféresis, un proceso en el que la sangre de una persona se extrae del cuerpo y las células se separan del plasma para que puedan reinfundirse sin los anticuerpos que se encuentran en el plasma pero, al igual que los medicamentos inmunosupresores, la técnica es inespecífica y conlleva riesgos similares. Es una cuestión de riesgo-beneficio con la inmunosupresión continua, dice Ronzitti.
Así que los científicos han estado buscando otras formas de controlar la respuesta del cuerpo a estos vectores de terapia génica.
Degradación o prevención de anticuerpos AAV
Ronzitti y su equipo propusieron recientemente una solución en Nature Medicine. Los científicos utilizaron la proteína imlifidasa (IdeS), aprobada condicionalmente por la Comisión Europea, para degradar los anticuerpos de inmunoglobulina G (IgG) que se desarrollan después de que el cuerpo encuentra un antígeno específico para que pueda recordarlo y atacarlo en el futuro, y así podría hacer que un paciente rechace un riñón trasplantado. Los anticuerpos IgG son responsables de la respuesta del sistema inmunitario a los AAV. Es una alternativa más nueva y menos invasiva a la plasmaféresis, le dice Ronzitti a The Scientist en un correo electrónico.
El equipo inyectó a los monos la proteína IdeS antes de administrar una dosis de terapia génica dirigida al hígado. . El tratamiento parecía seguro, los niveles de los monos de anticuerpos AAV preexistentes se redujeron y el vector AAV llegó con éxito al hígado. Para modelar un escenario en el que un paciente necesitaría más de una dosis de terapia génica, los científicos administraron una terapia génica AAV a otro grupo de monos antes de darles la proteína IdeS para degradar los anticuerpos que habían desarrollado en respuesta, luego volvieron a administrar la terapia génica. . Nuevamente, los anticuerpos AAV disminuyeron después del tratamiento con IdeS y la segunda dosis de terapia génica se administró con éxito.
Un inconveniente del enfoque es que las IgG son el tipo de anticuerpo más frecuente que se encuentra en la sangre y destruyen todos los ellos pueden tener efectos secundarios indeseables. En un intento por desarrollar una terapia más dirigida, un grupo publicó un estudio en enero que demuestra que una versión especializada de la plasmaféresis podría reducir los niveles de anticuerpos contra los AAV humanos en ratones hasta el punto en que una nueva terapia génica debería ser efectiva, sin agotar todos los otras inmunoglobulinas que se formaron en respuesta a infecciones.
Más recientemente, un equipo de investigadores del Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh hizo uso de CRISPR-Cas9 para aumentar la eficacia de la terapia génica AAV en ratones. La patóloga Samira Kiani y su equipo no buscaban formas de mejorar la terapia génica, sino que buscaban modular temporalmente la inmunidad con la esperanza de cambiar el curso de enfermedades como la septicemia, un precursor de la sepsis que ocurre cuando una infección llega a la sangre. . El objetivo de los investigadores era regular a la baja temporalmente el gen de la respuesta primaria de diferenciación mieloide 88 (Myd88), que amortiguaría brevemente la respuesta inmunitaria y luego eliminaría los frenos.
Se sabe que el gen que elegimos como objetivo es un gen central para la inmunidad innata y adaptativa, dice Kiani. Controla la producción de anticuerpos IgG en respuesta a la exposición a AAV, lo que proporcionó una forma sencilla de medir si la estrategia era eficaz. Si el equipo administró un AAV a un animal poco después de haber recibido el tratamiento con CRISPR-Cas9, debería tener una respuesta de anticuerpos al virus sustancialmente menor.
Primero, administraron CRISPR para aplacar Myd88 y midieron una reducción en la expresión del gen Myd88, tal como esperaban. Luego, el equipo usó la técnica para tratar ratones justo antes de administrarles una dosis de terapia génica basada en AAV que fue diseñada para reducir su colesterol.
Semanas más tarde, los investigadores administraron una segunda dosis del mismo AAV. vector para determinar si la inmunosupresión temporal durante la primera dosis había impedido que los ratones produjeran suficientes anticuerpos para frustrar una segunda dosis. Los ratones que fueron pretratados con CRISPR inmunomodulador mostraron niveles más bajos de anticuerpos neutralizantes de AAV y respuestas más dramáticas al tratamiento con AAV para reducir el colesterol. El estudio se publicó en Nature Cell Biology en septiembre.
Si se administra antes de la administración de una terapia génica AAV, este enfoque prevenir la formación de nuevos anticuerpos, por lo que el paciente podría recibir una segunda dosis más tarde, si es necesario, dice Kiani. Dado que el tratamiento CRISPR solo previene el desarrollo de anticuerpos temporalmente, no debería causar una supresión a largo plazo del resto del sistema inmunológico. Por otro lado, debido a que no elimina los anticuerpos existentes, si los pacientes ya tienen anticuerpos preexistentes [debido a la exposición natural], este enfoque podría no ser el mejor.
Todas las posibles soluciones tienen un largo camino por recorrer, incluida la necesidad de probarlo en pacientes humanos, pero la capacidad de modular eficazmente la respuesta inmunitaria mediada por anticuerpos podría hacer que las terapias génicas AAV sean mucho más eficaces para muchos más pacientes de lo que son ahora, dice Ronzitti. La respuesta inmune a estos vectores es una historia bastante compleja, dice. Pero estamos resolviendo los problemas uno por uno.
L. George et al., Seguimiento a largo plazo del primero en administración intravascular humana de AAV para transferencia génica: AAV2-hFIX16 para hemofilia B grave, Terapia molecular, doi:10.1016/j.ymthe.2020.06.001, 2020.
F. Moghadam et al., Inmunomodulación sintética con un superrepresor CRISPR in vivo, Nature Cell Biology, doi:10.1038/s41556-020-0563-3, 2020.