2024 年 4 月 22 日,第 27 届美国基因与细胞治疗学会年会(ASGCT)在线发布了入选今年大会的最新研究摘要,并且首次在摘要提交过程中新增了通俗易懂的摘要总结,以期帮助没有相关专业背景知识的人们更好地了解基因与细胞治疗领域的重要进展。
除了 Neurogene 公司发布的 NGN-401 基因疗法的最新安全性数据(最新 | NGN-401基因疗法1/2期临床试验中的前三名患者情况良好)外,今年的 ASGCT 还有哪些与雷特综合征基因疗法有关的内容呢?
一、自调控的 AAV 基因疗法研究
UMass Chan Medical School 的 Monique Otero 博士及其团队开发了一种自我调控的腺相关病毒(AAV)基因疗法,旨在安全有效地治疗雷特综合征(Rett Syndrome, RTT)。研究发现,通过 AAV 载体递送的MECP2转基因可以逆转成年 RTT 小鼠的神经系统缺陷并延长其生存期。但是,MECP2基因的过表达会导致另一种神经系统疾病,即 MECP2 重复综合征。为了避免这一问题,该研究设计了一种自我调控的 AAV-MeCP2 载体,利用脑源性神经营养因子(BDNF)和 miRNA-132 的正负反馈机制来调控 MeCP2 的表达水平。目前已经成功生成了一系列携带 miR-132 靶点的 scAAV9-MeCP2 载体,并在新生的Mecp2y/-小鼠模型中通过脑室内注射进行了测试。这些小鼠模型具有与人类 RTT 相似的神经系统异常,预期寿命为 8 至 12 周。接受新疗法治疗的小鼠已经存活至 30 周,远超预期寿命。
图 1 Mecp2y/-小鼠模型经ICV注射scAAV9-Mecp2载体后生存期延长
1614: 为安全有效治疗雷特综合征开发自调控 AAV 基因疗法(摘要全文)
雷特综合征(RTT)是一种严重的 X 连锁神经系统发育障碍性疾病,影响 1/10,000 的女孩。RTT 的特点是,患者在 6-18 个月前发育正常,随后迅速丧失之前获得的技能,导致严重的神经系统和身体残疾。RTT 患者通常会丧失行走和说话的能力,但通过症状管理可以活到中年或更大年纪。该疾病的特征之一是手部功能的丧失,并伴有刻板或重复的手部动作。RTT 是由MECP2基因突变引起的,该基因编码甲基胞嘧啶结合蛋白 2(MeCP2),是一种在神经元中高表达的表观遗传调控因子,对正常的神经发育、成熟和功能至关重要。RTT 主要影响女孩,她们是突变杂合子,但在极少数情况下,半杂合子男孩也会受到影响,通常在婴儿期出现严重、危及生命的新生儿脑病。RTT 不是神经退行性疾病,恢复MECP2的表达可以逆转成年 RTT 小鼠的神经系统缺陷并延长生存期。在之前的一些研究中,通过 AAV 递送MECP2转基因并未逆转症状,反而会出现过表达的毒性反应,引发另一种神经系统疾病:MeCP2 重复综合征。最近,使用截短或不稳定的 AAV-MeCP2 转基因,能够减弱转基因的表达,成功地延长了 RTT 小鼠的生存期。MECP2是一个剂量敏感基因,为了将转基因的表达量控制在对治疗有益的范围内,我们实验室开发了一种自我调控的 AAV-MeCP2 载体,用于 RTT 的基因治疗。MeCP2 的表达平衡需要上游的正负调控因子,即脑源性神经营养因子(BDNF)和 microRNA-132(miR-132)。我们的载体递送带有 miR-132 识别元件的 MeCP2 转基因,以利用这一负反馈环路。我们已经生成了一系列的 scAAV9-MeCP2 载体,它们携带有 miR-132 的靶点,并设计有其他各种元件。我们通过脑室内(ICV)注射来比较不同载体在新生Mecp2y/-小鼠中的治疗效果。Mecp2y/-雄性小鼠存在神经系统的异常,预期寿命为 8-12 周。目前,有几组接受 AAV 治疗的Mecp2y/-小鼠存活到 30 周(图 1)。我们将继续监测它们的体重,并进行表型评分。另外我们还将通过免疫印迹和免疫荧光技术分析中枢神经系统以及外周组织中 MeCP2 的表达。
二、X 染色体再激活治疗雷特综合征的研究
X 染色体失活是女性特有的生理现象,它通过一个涉及 Xist RNA 的精细调控过程,使得每个细胞中的一条 X 染色体被选择性地失活。这一自然机制虽然在性别间基因表达平衡中起着关键作用,但也为 X 连锁遗传性疾病的治疗带来了挑战。特别是对于雷特综合征这类疾病,患者的细胞中可能同时存在突变基因和正常基因的拷贝,这使得传统的基因替换策略面临基因过量表达的风险。
Alcyone Therapeutics 公司的研究团队通过 miREX 技术,实现了 X 染色体的重新激活。miREX 技术利用 miRNA 海绵策略,通过封存 miR106a,一种与 Xist RNA 结合的天然 X 染色体失活调控因子,从而实现 X 染色体的重新激活,进而表达靶基因如 MeCP2。这一技术在 Rett 患者衍生的星形胶质细胞和神经元细胞中,以及在严重的雌性 Rett 小鼠模型中均显示出显著的治疗效果。此外,该技术在多种 X 连锁疾病的患者细胞系中也展现了潜在的治疗效果。
为了进一步提升治疗效果,Alcyone Therapeutics 公司还开发了 FalconTM 平台,这是一种创新的脑脊液内药物递送系统。该平台通过优化药物在大脑中的生物分布,同时考虑了中枢神经系统的解剖结构和脑脊液流动动力学的相关变化,从而确保 miREX 在 Rett 综合征患者中的精准递送。
622: miREX 平台技术可高效激活 X 染色体,治疗 X 连锁疾病(摘要全文)
X 染色体失活是女性特有的发育调控过程,每个细胞中的一条 X 染色体通过 Xist RNA 参与的复杂过程发生失活。这一过程可以调控女性 X 连锁相关基因的表达剂量。因此,受 X 连锁遗传疾病(例如雷特综合征)影响的女性组织中同时存在表达突变基因或健康基因拷贝的细胞,这取决于特定细胞中哪条 X 染色体处于激活状态。这种嵌合现象使基因替换策略变得复杂化,因为健康细胞面临过量表达的风险。值得注意的是,所有表达功能缺失突变的细胞在沉默的染色体上都包含一个健康的基因拷贝,这些健康的基因拷贝在重新表达后可以改善疾病表型。因此,调控 X 染色体失活的机制可能是雷特综合征和其他 X 连锁疾病的有效治疗策略。miR106a 是 X 染色体失活的天然调控因子,能与 Xist 结合。在这里,我们展示了通过 miREX 技术(miRNA sponge for Endogenous Gene Expression by X-Reactivation)对 miR106a 进行封闭,可以实现 X 染色体的重新激活,并表达 MeCP2 等靶基因。此外,基于病毒载体递送的 miREX 在 Rett 患者衍生的星形胶质细胞和神经元(具有广泛的 MeCP2 突变谱)以及严重的雌性 Rett 小鼠模型中都显示出了疗效。此外,在多种患者细胞系中进行测试时,该技术对其他几种 X 连锁疾病也有效。这表明 miREX 可以作为治疗多种疾病的平台。
为确保达到最佳的治疗效果,有效靶向中枢神经系统是成功治疗包括雷特综合征在内的神经系统疾病的关键。为此,Alcyone Therapeutics 公司开发了一种新型脑脊液内药物递送平台 (FalconTM),可以优化向大脑的药物输送。Falcon 技术可以研究和优化药物的生物分布,同时考虑到与疾病相关的中枢神经系统解剖结构和脑脊液流动动力学的变化。因此,Falcon 技术将确保在 Rett 综合征患者中最佳地递送 miREX,进一步提高我们针对 X 连锁疾病的新疗法的治疗潜力。
原文链接:https://annualmeeting.asgct.org/abstracts
文章翻译:布克
文章撰稿:布克
文章排版:伊尔