Pengeditan gen CRISPR sangat menjanjikan untuk mengobati bentuk kebutaan yang langka

Degenerasi retina dapat bersifat herediter atau didapat. Dalam kasus pertama, ini adalah penyakit yang tidak dapat disembuhkan dan progresif. Sebuah penelitian terbaru yang dipublikasikan di New England Journal of Medicine mengeksplorasi potensi penggunaan pengeditan gen untuk memperbaiki degenerasi retina bawaan yang disebut CEP290, yang menyebabkan kehilangan penglihatan dini.

Degenerasi retina yang diwariskan disebabkan oleh mutasi patogen pada salah satu dari lebih dari 280 gen. Mutasi ini menyebabkan fotoreseptor (kerucut dan batang peka cahaya) di retina tidak berfungsi dan mati, sehingga mengakibatkan hilangnya penglihatan pada individu yang terkena. Kondisi ini merupakan penyebab utama kebutaan di seluruh dunia.

Pada degenerasi retina terkait CEP290, atau amaurosis Leber, mutasi protein sentrosom 290 (CEP290) menyebabkan kebutaan sebagian hingga total dalam sepuluh tahun pertama kehidupan. Oleh karena itu, penyebab utama kebutaan genetik pada anak-anak disebabkan oleh kerusakan retina.

Varian genetik tunggal, yang disebut p.Cys998X, menyebabkan lebih dari tiga perempat kasus kondisi ini di Amerika Serikat saja. Fungsi normal CEP290 diblokir oleh penyisipan segmen pengkodean tunggal selama transkripsi. Defisiensi molekul ini mengganggu kerja silia normal pada fotoreseptor.

Saat ini tidak ada pengobatan. Perawatan suportif mencakup penggunaan kaca pembesar dan Braille, serta modifikasi rumah untuk menciptakan lingkungan yang aman bagi penyandang disabilitas penglihatan.

Pada tingkat jaringan, batang dan kerucut menjadi tidak teratur di segmen luar retina karena kurangnya silia sensorik pada kondisi ini. Batang di retina bagian tengah perifer mati, sedangkan kerucut tetap berada di makula, titik pusat retina.

Ciri khas pada pasien ini adalah terputusnya hubungan antara struktur dan fungsi retina. Komponen proksimal jalur penglihatan tetap utuh, menunjukkan bahwa fotoreseptor di mata ini dapat digunakan untuk memulihkan penglihatan. Berbagai pendekatan yang sedang dipelajari termasuk penggunaan oligonukleotida untuk mencegah ekspresi ekson yang disisipkan atau mengirimkan versi miniatur gen CEP290 ke dalam sel.

Teknologi terbaru melibatkan penggunaan pengeditan gen dengan suntikan yang disebut EDIT-101. Hal ini didasarkan pada penggunaan sistem pengulangan palindromik pendek (CRISPR) yang dikelompokkan secara teratur dan diselingi dalam kombinasi dengan protein protein 9 (Cas9) terkait CRISPR untuk menghilangkan varian patogen IVS26. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari keamanan dan kemanjuran terapi ini.

Para ilmuwan memutuskan untuk melakukan penelitian label terbuka di mana partisipan diberikan dosis tunggal obat dalam urutan menaik. Studi Fase 1-2 ini bertujuan untuk menilai keamanan obat, sementara hasil efikasi sekunder juga dinilai.

Titik akhir keamanan yang diteliti mencakup efek samping dan toksisitas yang tidak dapat diterima sehingga mencegah penggunaan dosis yang diinginkan. Performa diukur dengan berbagai cara, termasuk koreksi ketajaman penglihatan, sensitivitas retina, penilaian kualitas hidup terkait penglihatan, dan pengujian mobilitas navigasi penglihatan.

Gen EDIT-101 diperkenalkan pada dua belas orang dewasa dan dua anak-anak. Usia orang dewasa berkisar antara 17 hingga 63 tahun, dan anak-anak masing-masing berusia sembilan dan empat belas tahun. Semuanya memiliki setidaknya satu salinan varian IV26.

Dosis berkisar dari 6x10^11 genom vektor per ml hingga 3x10^12 genom vektor per ml. Dua, lima, dan lima orang dewasa masing-masing menerima dosis rendah, sedang, dan tinggi. Anak-anak menerima dosis rata-rata.

Semua suntikan diberikan pada mata dengan kinerja terburuk, yaitu mata penelitian.

Apa yang ditunjukkan oleh penelitian ini? Sebagian besar peserta mengalami kehilangan ketajaman penglihatan yang parah di bawah 1,6 logMAR. Ketajaman penglihatan hanya dapat diuji dengan menggunakan tes penglihatan dasar Berkeley. Setidaknya ada peningkatan sensitivitas spektral sebesar 3 log dan fungsi batang tidak terdeteksi pada semua peserta.

Namun, ketebalan lapisan fotoreseptor berada dalam batas normal pada sebagian besar pasien, seperti yang diharapkan.

Sebagian besar efek samping bersifat ringan, sekitar seperlima bersifat sedang, dan hanya sekitar 40% yang terkait dengan pengobatan. Tidak ada efek samping serius terkait pengobatan dan tidak ada toksisitas yang membatasi dosis. Struktur retina tidak menunjukkan perubahan yang tidak diinginkan, yang menunjukkan keamanan obat yang dapat diterima.

Dalam hal efektivitasnya, studi pendahuluan menunjukkan peningkatan signifikan pada penglihatan kerucut dari tingkat awal pada enam pasien. Dari jumlah tersebut, lima menunjukkan peningkatan setidaknya pada satu bidang lainnya.

Peningkatan pada setidaknya satu dari area berikut (ketajaman penglihatan yang paling baik dikoreksi, sensitivitas lampu merah, atau mobilitas berbasis penglihatan) diamati pada sembilan pasien, hampir dua dari tiga pasien di seluruh kelompok. Hampir 80% mengalami peningkatan pada setidaknya satu ukuran kinerja, dan enam mengalami peningkatan pada dua atau lebih ukuran kinerja.

Empat menunjukkan peningkatan 0,3 logMAR pada koreksi ketajaman penglihatan terbaik, sehingga memenuhi kriteria peningkatan yang signifikan secara klinis. Dari jumlah tersebut, tiga melaporkan perbaikan hanya tiga bulan setelah suntikan. Rata-rata perubahan parameter ini di seluruh grup adalah -0,21 logMAR.

Untuk hampir separuh kelompok (14/6), sensitivitas kerucut terhadap cahaya pada frekuensi berbeda, merah, putih, dan biru, menunjukkan peningkatan yang signifikan secara visual pada mata uji dibandingkan dengan mata kontrol, beberapa di antaranya terjadi pada awal tiga bulan. Semuanya menerima dosis sedang dan tinggi. Dalam dua, peningkatan mencapai >1 logMAR, maksimum yang mungkin hanya untuk cone.

Sensitivitas yang diinduksi kerucut paling besar terjadi pada pasien yang terkena dampak paling parah pada awal. Hampir semua pasien dengan peningkatan fungsi konus juga menunjukkan perbaikan pada satu atau beberapa tindakan lainnya.

Empat peserta menunjukkan peningkatan yang signifikan secara visual dalam kemampuan mereka menavigasi jalur yang lebih kompleks dibandingkan dengan kondisi awal, salah satunya terus menunjukkan peningkatan ini setidaknya selama dua tahun.

Enam peserta mengalami peningkatan skor kualitas hidup terkait penglihatan yang signifikan secara klinis.

“Hasil ini mengonfirmasi adanya pengeditan gen in vivo yang produktif dengan EDIT-101, tingkat terapeutik ekspresi protein CEP290, dan peningkatan fungsi fotoreseptor kerucut.”

Penelitian kecil ini menunjukkan profil keamanan yang tinggi dan peningkatan fungsi fotoreseptor setelah pemberian EDIT-101 kepada peserta. Hasil ini "mendukung studi in vivo lebih lanjut mengenai pengeditan gen CRISPR-Cas9 untuk pengobatan degenerasi retina bawaan yang disebabkan oleh varian IVS26 CEP290 dan penyebab genetik lainnya."

Hal yang perlu diselidiki lebih lanjut mencakup temuan bahwa peningkatan fungsi kerucut setelah terapi tidak berarti peningkatan ketajaman penglihatan, yang merupakan ukuran yang relevan secara klinis. Kedua, intervensi lebih awal mungkin memberikan hasil yang lebih baik. Terakhir, jika kedua salinan gen tersebut ditargetkan, manfaat terapeutiknya mungkin lebih besar.