Zheng-yi Chen, Dphil, scientifique associé des Eaton-Peagody Laboratories, et Ines et Fredrick Yeatts en oto-rhino-laryngologie, à Mass Eye and Eart, est le senior et co-corresponding auteur d'un document publié dans le journal de l'étude clinique «
Q: Comment résumeriez-vous votre étude pour un public profane?
Cette étude fournit un exemple d'utilisation réussie de la technologie d'édition de gènes pour traiter un modèle de souris de perte auditive génétique humaine.
Nous avons développé un traitement de montage de gènes unique qui a restauré l'audition et l'équilibre chez les souris adultes avec une forme génétique de perte auditive appelée DFNA41, qui se trouve également chez l'homme.
Nous avons utilisé un vecteur viral avec un virus adéno-associé inoffensif (AAV) pour fournir des outils d'édition de gènes précis dans l'oreille intérieure de la souris. Cet montage a spécifiquement éliminé la mutation génétique nocive tout en gardant le gène sain intact.
En conséquence, les souris traitées ont repris l'audition et l'équilibre à long terme. Le traitement du gène édition protégeait en outre les souris de l'hypersensibilité à la perte auditive induite par le bruit.
À la lumière de notre récent succès en utilisant la thérapie génique pour traiter une forme différente de perte auditive génétique chez les enfants (dans une seule et les deux oreilles), nous pensons que ce travail a le potentiel de devenir un traitement pour les patients atteints de DFNA41.
Q: Sur quelle question enquêtiez-vous?
Nous recherchions si une thérapie d'édition de gènes à dose unique pouvait corriger en toute sécurité et efficacement une mutation génétique spécifique (P2rx2 V60L) qui provoque du DFNA41, et si cette thérapie pourrait restaurer l'audition dans les modèles animaux adultes, qui imitent mieux les conditions de traitement humain.
Nous voulions savoir s'il y avait un plus grand avantage si l'intervention est effectuée plus tôt. Nous voulions également déterminer si cette approche pourrait protéger contre les dommages supplémentaires contre le bruit fort et le dysfonctionnement vestibulaire. Ce sont des étapes cruciales vers notre objectif ultime de pouvoir traduire en toute sécurité ce traitement en humains.
Q: Quelles méthodes ou approche avez-vous utilisées?
Nous avons utilisé une approche d'édition de gènes basée sur la technologie CRISPR-CAS9, livrée par un vecteur AAV2 directement dans l'oreille interne du modèle de souris adulte avec DFNA41. Notre objectif était de désactiver sélectivement la copie mutante du P2rx2 gène sans affecter le sain. Ceci est très difficile à accomplir car il n'y a qu'une seule différence de nucléotide entre les séquences de gènes normales et mutantes.
Pour y parvenir, nous avons conçu des outils d'édition de gènes très spécifiques (SACAS9 avec un ARN de guide de ciblage de mutation) que nous avons ensuite livré en utilisant une injection mini-invasive à travers la fenêtre ronde de l'oreille. Cette approche de livraison chirurgicale qui a été utilisée avec succès chez l'homme.
Nous avons vérifié la précision d'édition et la sécurité par le séquençage génétique et l'analyse des tissus en surveillant les changements dans l'audition et l'équilibre au fil du temps à l'aide de tests auditifs et vestibulaires standard. Nous avons également comparé les effets du traitement des interventions à différents moments.
Enfin, nous avons cherché à valider une stratégie d'édition similaire dans les cellules souches dérivées du patient humain pour évaluer son potentiel de traduction clinique.
Q: Qu'avez-vous trouvé?
Nous avons constaté qu'une seule injection de notre thérapie d'édition génétique dans l'oreille interne des souris adultes avec DFNA41 avec succès et spécifiquement désactivé la mutation nocive dans le P2rx2 gène tout en préservant le gène normal. Le traitement de cette mutation a conduit à une écoute et à un équilibre restauré à long terme chez des souris adultes.
Cette étude a également montré que notre approche est sûre en minimisant les facteurs de risque tels que l'effet hors cible – ou la thérapie affectant des gènes autres que celui qu'il cible spécifique – ou l'intégration virale de l'ADN.
Nous avons également constaté que la thérapie a empêché une perte auditive supplémentaire causée par une exposition au bruit fort. Cette constatation est importante car ce risque accru de perte auditive de l'exposition au bruit est un risque connu pour les patients DFNA41.
Nos recherches ont également démontré de meilleurs effets de traitement d'une intervention précoce, ce qui suggère qu'une stratégie similaire devrait être appliquée aux humains. Nous avons pu montrer que cette approche peut être prometteuse en tant que traitement humain, car nous avons identifié une stratégie d'édition efficace et spécifique dans les cellules souches dérivées du patient portant la même mutation humaine (P2rx2 V60l).
Q: Quelles sont les implications?
Notre étude montre que l'édition des gènes peut être utilisée comme traitement unique et durable pour sauver l'audition et l'équilibre chez les adultes atteints de troubles de l'oreille interne génétiques, quelque chose qui ne serait possible que pendant le développement précoce.
Cette constatation a plusieurs implications clés et pourrait ouvrir la voie à de futurs essais testant des approches d'édition de gènes pour les troubles de l'audition et de l'équilibre.
Premièrement, il existe un potentiel pour une percée thérapeutique, ce qui montre pour la première fois que l'édition précise des gènes peut traiter efficacement la perte auditive progressive dominante dans les oreilles entièrement matures nous se rapprochant des applications du monde réel chez l'homme.
Les essais actuels ont été chez les enfants nés avec surdité. Cette étude a montré que notre approche peut être appliquée aux patients qui développent une perte auditive à apparition retardée, de l'enfance à l'âge adulte. L'étude a également révélé un double avantage de sauver la fonction d'équilibre et de protéger contre la perte auditive induite par le bruit, offrant une protection supplémentaire aux personnes ayant une sensibilité génétique.
Ces travaux jettent les bases des premiers essais humains pour DFNA41, en montrant la sécurité, les avantages à long terme et le succès dans les cellules souches humaines portant la même mutation. Cette fondation peut également être réalisable pour d'autres formes de surdité héréditaire chez les adultes. La conception spécifique à la mutation de la thérapie met en évidence le potentiel croissant des traitements de précision en médecine à la mutation génétique spécifique d'un individu.
Q: Quelles sont les prochaines étapes?
S'appuyant sur nos succès de la preuve de concept sur les souris et les cellules souches humaines, nous nous dirigeons maintenant vers la traduction clinique à travers une série d'études en IND, avec le soutien d'une subvention du programme d'édition du génome des cellules somatiques NIH (SCGE).
La subvention soutient deux programmes de traitement de l'édition de l'IND pour la perte auditive génétique, DFNA41 en raison de P2rx2 mutations et dfna2 en raison de Kcnq4 Mutations. Nous visons à terminer les études de biodistribution et de toxicité afin d'essais cliniques initiaux dans quelques années.
Nous travaillons en conjonction avec l'Institut de gène et de thérapie cellulaire du général de masse sur cette subvention ainsi que les efforts de recherche pour développer des plateformes et des vecteurs qui accéléreraient le processus de recherche, ce qui facilite le test des approches de thérapie génique sur de nouveaux gènes.
