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Modifica CRISPR-Cas9 dei promotori HBG1 e HBG2 per il trattamento dell'anemia falciforme

L’anemia falciforme è causata da un difetto nella subunità beta-globina dell’emoglobina adulta.
L'emoglobina falciforme polimerizza in condizioni ipossiche, producendo globuli rossi deformati che emolizzano e causano vaso-occlusione, provocando danni progressivi agli organi e morte prematura.
Livelli elevati di emoglobina fetale nei globuli rossi proteggono dalle complicanze dell’anemia falciforme.

OTQ923, un prodotto di cellule staminali e progenitrici emopoietiche ( HSPC ) CD34+ con brevi ripetizioni palindromiche regolarmente interspaziate ( CRISPR )-Cas9, presenta un'interruzione mirata dei promotori dei geni HBG1 e HBG2 ( gamma-globina ) che aumenta l'espressione dell'emoglobina fetale nella progenie dei globuli rossi.

È stato effettuato uno screen CRISPR-Cas9 dei promotori HBG1 e HBG2 mediante elettroporazione di cellule CD34+ ottenute da donatori sani con Cas9 complessato con uno dei 72 RNA guida ed è stata valutata la frazione di eritroblasti immunocoloranti dell'emoglobina fetale ( cellule F ) nella progenie di cellule eritroidi-differenziate.

Il gRNA che ha prodotto il livello più alto di cellule F ( gRNA-68 ) è stato selezionato per lo sviluppo clinico.
Sono stati arruolati partecipanti con anemia falciforme grave in uno studio clinico multicentrico di fase 1-2 per valutare il profilo di sicurezza e gli effetti avversi di OTQ923.

Negli esperimenti preclinici, gli HSPC CD34+ ( ottenuti da donatori sani e persone affette da anemia falciforme ) modificati con CRISPR-Cas9 e gRNA-68 avevano un editing on-target sostenuto senza mutazioni off-target e producevano alti livelli di emoglobina fetale dopo la differenziazione in vitro o xenotrapianto in topi immunodeficienti.

Nello studio, 3 partecipanti hanno ricevuto OTQ923 autologo dopo condizionamento mieloablativo e sono stati seguiti per un periodo da 6 a 18 mesi.

Alla fine del periodo di follow-up, tutti i partecipanti presentavano attecchimento e induzione stabile di emoglobina fetale ( emoglobina fetale come percentuale dell'emoglobina totale, da 19.0 a 26.8% ), con emoglobina fetale ampiamente distribuita nei globuli rossi ( cellule F come cellule percentuale di globuli rossi, dal 69.7 all'87.8% ).
Le manifestazioni di anemia falciforme sono diminuite durante il periodo di follow-up.

L’interruzione CRISPR-Cas9 dei promotori dei geni HBG1 e HBG2 è risultata essere una strategia efficace per l’induzione dell’emoglobina fetale.
L’infusione di OTQ923 autologo in tre partecipanti con anemia falciforme grave ha comportato un’induzione prolungata dell’emoglobina fetale nei globuli rossi e un miglioramento clinico della gravità della malattia. ( Xagena2023 )

Sharma A et al, N Engl J Med 2023; 389: 820-832

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