Мукополисахаридозы (MPSs) - это наследственные лизосомальные нарушения хранения (LSDs), вызванные дефицитом лизосомных гидролаз, участвующих в деградации гликозаминогликанов (GAGs). На сегодняшний день известно десять типов MPSs, общая частота которых может составлять 0,5-7,1 на 100 000 живорожденных.^1-3 При MPSs накопление не-расщепленных GAGs в лизосомах затрагивает практически все типы клеток, что приводит к мультисистемным заболеваниям. В зависимости от дефицита фермента и степени остаточной активности клинические проявления могут варьироваться, но обычно они прогрессируют и включают грубые черты лица, гепатоспленомегалию, клапанные пороки сердца, респираторные заболевания и аномалии костей и суставов.⁴ Первичное поражение центральной нервной системы (ЦНС) присутствует в большинстве MPSs, особенно в тяжелых формах MPSs I и II, MPSs III и MPSs VII. Смертность, связанная с заболеванием, часто обусловлена респираторными инфекциями, болезнями сердца и тяжелой нейродегенерацией. Лечение MPSs в настоящее время основано как на поддерживающей терапии, так и на специфических методах лечения. К специфическим методам лечения относятся аллогенная трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (allo-HSCT) и заместительная ферментная терапия (ERT). allo-HSCT основана на способности гемопоэтических стволовых и клеток предшественников (HSCT) мигрировать и дифференцироваться в тканях, обеспечивая тем самым источник фермента для соседних фермент-дефицитных клеток. В ЦНС донорские клетки могут дифференцироваться в микроглиальные клетки и перекрестно корригировать клетки мозга. allo-HSCT проводилась при нескольких типах MPSs с различными результатами, включая улучшение гепатоспленомегалии, подвижности суставов и респираторных симптомов. В настоящее время наиболее частым показанием к ее проведению является тяжелый MPSs I (MPSs IH) у пациентов в возрасте до 2-3 лет, имеющих нормальные или близкие к нормальным показатели развития. Хотя у большинства пациентов наблюдается та или иная степень задержки нейрального развития, нейрокогнитивные нарушения, а также костно-мышечные, глазные, сердечные и легочные проявления улучшаются после allo-HSCT у пациентов с MPSs IH.5, 6 Несмотря на неоднозначные данные, положительные результаты были отмечены и у пациентов с MPSs II, получивших allo-HSCT.7 Если преимущества MPSs IH и MPSs II относительно измеримы, то эффективность allo-HSCT при других MPSs менее очевидна. Тем не менее, последние работы свидетельствуют о положительных результатах при MPSs с нейродегенерацией, когда allo-HSCT проводится на ранних стадиях заболевания.⁸ Однако allo-HSCT затруднена из-за смертности, связанной с трансплантацией, и ограниченной доступности HLA-совместимых доноров (5, 6).

Стандартным методом лечения некоторых MPSs является ERT, основанная на многократном внутривенном введении рекомбинантной формы дефектного фермента. Лизосомные ферменты могут захватываться больными клетками через рецептор маннозо-6-фосфата и, после интернализации в клетках, направляются в лизосомы. Препараты ERT доступны для MPSs I, MPSs II, MPSs IVA, MPSs VI и MPSs VII.⁴ Ферменты имеют короткий период полураспада в кровеносной системе, и они быстро поглощаются клетками висцеральных органов (например, печени, селезенки и почек), что приводит к биохимическим и клиническим улучшениям. Однако циркулирующие лизосомные ферменты неэффективно доставляются в некоторые пораженные ткани, такие как кости, хрящи и глаза, что делает неудовлетворительными результаты ERT в отношении скелетных и глазных проявлений. Кроме того, внутривенно вводимые рекомбинантные ферменты не преодолевают гематоэнцефалический барьер, и поэтому нарушения ЦНС остаются незатронутыми ERT. Интратекальная ERT была исследована в клинических испытаниях при MPSs I, II и IIIA типов для доставки рекомбинантных ферментов в ЦНС. К сожалению, эти исследования были затруднены из-за серьезных нежелательных явлений, и данные об эффективности пока неубедительны, хотя при MPSs II была выявлена тенденция к улучшению нейрокогнитивных функций.^{9, 10} В качестве альтернативы были разработаны биоинженерные лизосомные ферменты, способные преодолевать гематоэнцефалический барьер, и они показывают многообещающие результаты в клинических испытаниях.^{11, 12}

Помимо ограниченной эффективности в отношении некоторых проявлений заболевания, ERT имеет и другие недостатки, включая необходимость пожизненных (двухнедельных) внутривенных инфузий, которые несут риск иммунных реакций, инфекций и развития нейтрализующих или блокирующих клеточное поглощение антител к вводимому ферменту, что снижает долгосрочную эффективность ERT.¹³

Таким образом, несмотря на прогресс, достигнутый в последние годы, пациенты с MPSs все еще испытывают значительное бремя болезни, и существует необходимость в новых методах лечения, которые устранят ограничения, связанные с ERT и allo-HSCT, особенно те, которые касаются доставки фермента во все пораженные ткани.

Благодаря возможности длительной экспрессии терапевтического гена генотерапия (GT) становится перспективной и потенциально более эффективной стратегией, позволяющей преодолеть ограничения allo-HSCT и ERT. GT при MPSs может проводиться как ex vivo, так и in vivo, и в настоящее время проводятся многочисленные клинические испытания GT при MPSs с использованием обеих стратегий.

Генная терапия ex vivo была разработана в первую очередь для лечения врожденных иммунодефицитов и гематологических заболеваний.¹⁴ Первыми были исследованы гамма-ретровирусные векторы, которые оказались эффективными в доставке и интеграции терапевтических генов в геном клеток-мишеней. В этих испытаниях приживление генетически скорректированных HSPC требовало подготовительной миелоаблации, как при allo-HSCT. В отличие от трансплантации от здоровых доноров, при GT ex vivo вводимые клетки являются собственными клетками пациента, поэтому отсутствует риск иммунных осложнений, таких как острая и хроническая болезнь "трансплантат против хозяина", несостоятельность трансплантата и отторжение трансплантата с более высокой смертностью у пациентов с сопутствующими инфекциями, поражением органов или пожилого возраста. GT ex vivo была особенно эффективна при заболеваниях, при которых экспрессия терапевтического гена обеспечивает селективное преимущество в росте по сравнению с не откорригированными клетками, например при аденозиндезаминазе (ADA) - тяжелом комбинированном иммунодефиците (SCID).¹⁵ Однако гамма-ретровирусные векторы вызывали острый Т-лимфобластный лейкоз и миелодисплазию в клинических испытаниях Х-сцепленного SCID, синдрома Вискотта-Олдрича и хронической грануломатозной болезни.^16-19 Интеграция гамма-ретровирусных векторов происходила вблизи 5' концов транскрипционных единиц²⁰, а сильная энхансерная активность их вирусных элементов с длинным терминальным повтором (LTR) вызывала активацию близлежащих онкогенов (например, LMO2, CCND2 и MECOM), что приводило к клональной экспансии злокачественных клеток.^{19, 21, 22} Несмотря на эти серьезные побочные явления, клинические испытания GT ex vivo с использованием ретровирусных векторов показали значительные клинические преимущества: коррекцию иммунодефицита, снижение инфекций и увеличение выживаемости.²³ В отличие от Х-сцепленного SCID, у пациентов с ADA-SCID, получавших лечение гамма-ретровирусными векторами, не развивались явления инсерционного канцерогенеза^24-27, а при GT HSPCs гамма-ретровирусными векторами для ADA-SCID (Strimvelis) была первой, получившей разрешение на продажу в ЕС.²⁸ Из-за риска инсерционного мутагенеза гамма-ретровирусные векторы были постепенно заменены лентивирусными векторами (LV), которые не ассоциируются со злокачественными трансформациями и безопасно используются у все большего числа пациентов с иммунодефицитами и гемоглобинопатиями¹⁴.

Поскольку генетически скорректированные HSPC могут пересекать гематоэнцефалический барьер и дифференцироваться в микроглии, ex vivo HSPC GT было предложено использовать для лечения нейродегенеративных заболеваний. Клинические испытания Х-сцепленной адренолейкодистрофии и метахроматической лейкодистрофии (MLD) показали, что заболевания мозга можно предотвратить с помощью GT ex vivo, проводимой на предварительной или очень ранней симптоматической стадии заболеваний.^29-32 При MLD GT ex vivo приводила к сверх-физиологической активности арилсульфатазы А (ARSA) в спинномозговой жидкости (CSF), что, вероятно, приводило к клеточной кросс-коррекции соседних не откорригированных клеток мозга. На основании этих результатов был одобрен препарат Libmeldy (atidarsagene autotemcel), основанный на лентивирусном векторе, для лечения ранней стадии MLD.³³ Эти результаты по MLD побудили исследовать GT ex vivo для лечения как периферических, так и ЦНС проявлений MPSs. Однако для того чтобы терапия была эффективной, GT должна быть проведена до начала клинических проявлений. Очевидно, что это представляет собой проблему для случаев без пораженных братьев и сестер, по крайней мере до тех пор, пока пораженные пациенты не будут регулярно выявляться до появления симптомов с помощью скрининга новорожденных³⁴.

В отличие от GT ex vivo, GT in vivo заключается в прямом введении пациенту вектора, экспрессирующего терапевтический ген, путем системных (например, внутривенных [i.v.]) или локализованных (например, внутримозговых, внутрибровентрикулярных или внутригрудных) инъекций. Благодаря своей безопасности и эффективности векторы адено-ассоциированного вируса (AAV) стали наиболее перспективными векторами доставки генов для GT in vivo. Наличие нескольких серотипов векторов AAV с различными тканевыми тропизмами позволило эффективно доставлять гены в несколько типов клеток.³⁵ С момента первого клинического испытания в 1994 году,³⁶ было проведено более 350 испытаний генотерапии с использованием векторов AAV, направленных на глаз, ЦНС и печень.³⁷ Векторы AAV были успешны в коррекции гемофилий A и B и недавно были одобрены.³⁸ Векторы AAV могут вмещать последовательности размером до 4,5-5 кб, тогда как включение последовательностей более 5 кб значительно снижает эффективность in vivo.³⁹ Эта ограниченная грузоподъемность векторов AAV была основным препятствием для нескольких заболеваний, связанных с дефектами в больших генах. Однако ни одно из MPSs не связано с дефектами крупных генов, которые не могут поместиться в AAV-векторы.

Для лечения MPSs in vivo доставка терапевтического гена в гепатоциты с помощью AAV является привлекательной стратегией, позволяющей превратить печень в орган-фабрику, который производит и выделяет в кровь большое количество лизосомного фермента для поглощения и перекрестной коррекции в нескольких периферических органах и тканях, но не в ЦНС. Хотя однократной внутривенной инфузии вектора AAV может быть достаточно для пожизненной коррекции заболеваний с низким терапевтическим порогом, таких как гемофилия,^40-42 разведение вектора в печени представляет собой проблему при заболеваниях, требующих более высокого уровня экспрессии трансгена или раннего вмешательства в течение жизни. Для преодоления проблемы потери экспрессии трансгена в результате деления клеток было исследовано несколько стратегий, включая последовательное введение векторов AAV с различными капсидами⁴³ , совместную доставку AAV с иммуномодулирующими молекулами, предотвращающими образование нейтрализующих антикапсидных антител⁴⁴ , плазмаферез для удаления нейтрализующих антикапсидных антител⁴⁵ или предварительную обработку эндопептидазой, способной разрушать циркулирующий IgG⁴⁶. Другой вариант - стабильная интеграция терапевтического гена, доставленного AAV, в ДНК хозяина путем редактирования генома, как обсуждается в следующем разделе.

Для коррекции мозговых проявлений, которые не могут быть достигнуты с помощью GT, направленной на печень, GT in vivo может быть направлена на трансдукцию ЦНС с помощью внутривенных инъекций серотипов векторов AAV с широким биораспределением. Например, внутривенное введение AAV серотипа 9 показало отличные результаты у пациентов со спинальной мышечной атрофией (SMA) 1-го типа с улучшением выживаемости и нейрального развития.47 Препарат Zolgensma для GT SMA получил одобрение в качестве первой системно доставляемой GT на основе AAV в мае 2019 года (первыми одобренными GT на основе AAV были: Glybera, для внутримышечных инъекций при дефиците липопротеиновой липазы, позже отозванный с рынка, и Luxutrna, для субретинальных инъекций при пигментном ретините (RPE65).⁴⁸ Однако для эффективной трансдукции в ЦНС при внутривенных инъекциях требуются высокие дозы AAV с возникающим повышенным риском токсичности. У некоторых молодых пациентов со SMA или мышечной дистрофией Дюшенна дозы AAV-векторов составляли 5 ч 10e13 векторных геномов (vg)/кг или выше были связаны с тромботическими микроангиопатиями (ТМА) с гемолитической анемией, низким количеством тромбоцитов и гемолитико-уремическим синдромом (HUS), приводящим к повреждению почек через 6-12 дней после инъекций.^49-51 ТМА после инъекций AAV были связаны с патологической активацией комплемента и лечились плазмаферезом, стероидами, гемодиализом, переливанием тромбоцитов и eculizumab, ингибитором комплемента. Однако один пациент со SMA умер из-за осложнений ТМА.⁵²

Гепатотоксичность часто обнаруживается в клинических испытаниях GT печени с использованием векторов AAV. Дозозависимый иммунный ответ цитотоксических Т-клеток (CTL) против трансдуцированных гепатоцитов был связан с бессимптомным повышением активности AST и ALT в сыворотке крови, обычно через 4-8 недель после введения AAV.⁴¹, ^{42, 53} В клинических испытаниях GT, направленной на печень, этот ответ тщательно контролировался и лечился иммуносупрессивными препаратами, чтобы избежать вторичной потери экспрессии терапевтических генов, а не из-за опасений за безопасность, поскольку повышение AST и ALT было относительно мягким.^{41, 42} Однако системные высокие дозы вектора AAV вызывают опасения по поводу токсичности печени, как показано у пациентов со SMA, получавших GT, у которых развилось тяжелое острое повреждение печени.^{49, 50} Более того, прогрессирующее и смертельное заболевание печени с началом через 4-6 недель после внутривенных инъекций AAV8 в дозе 3 x 10e14 vg/кг произошло у трех пациентов с Х-сцепленной миотубулярной миопатией - тяжелым нервно-мышечным заболеванием, связанным с гепатобилиарной патологией.⁵⁴ Способствовало ли основное заболевание печени возникновению острой токсичности печени, на данный момент неясно. Острая токсичность при системном введении высоких доз вектора AAV (более 1 ч 10e14 vg/кг) была также обнаружена у не-человекообразных приматов (NHPs). Хотя большинство животных оставались бессимптомными и их лабораторные отклонения разрешились, у некоторых из них прогрессировал синдром тяжелого повреждения печени и коагулопатии, который привел к диффузному кровотечению и шоку, что потребовало эвтаназии⁵⁵. Механизмы, лежащие в основе этих токсических эффектов при высоких дозах AAV-вектора, остаются неизвестными, но некоторые клинические признаки напоминают летальное системное воспаление, наблюдавшееся после введения аденовирусного вектора пациенту с дефицитом орнитин-транскарбамилазы. ⁵⁶ Рабочие гипотезы о патогенезе этой дозозависимой AAV-опосредованной токсичности включают образование комплексов вектор-антитело, комплемент и активацию врожденного иммунитета.

Нейротоксичность - еще одна проблема, связанная с инъекциями AAV в высоких дозах, поскольку у NHP постоянно обнаруживается потеря нейронов в ганглиях дорсальных корешков (DRG).⁵⁵ Однако клинических последствий не наблюдалось, повреждения DRG со временем проходили, а младенцы, как оказалось, были относительно защищены от этой токсичности.^{57, 58} Более того, есть данные, что токсичность DRG может быть связана со избыточной экспрессией трансгенов.^{57, 58} В целом, клиническая значимость этого результата у NHP неясна, а о токсичности DRG у пациентов не сообщалось.

По большей части геномы векторов AAV не интегрируются в геном хозяина и остаются эписомальными в ядре трансдуцированных клеток. Хотя доля геномов AAV, интегрирующихся в геном хозяина, невелика⁵⁹ , существует гипотетический риск передачи вируса по половой линии и развития рака из-за интеграции вектора AAV и вторичных мутаций с потерей или усилением функции в критических генах, контролирующих клеточный цикл. После внутривенного введения больших доз вектора новорожденным мышам в нескольких доклинических исследованиях были получены сообщения об инсерционном мутагенезе и гепатоцеллюлярной карциноме (HCC) как следствии вставки векторных геномов в локус Rian - локус в геноме мыши, который не сохранился у человека.⁶⁰ Более того, клональная интеграция AAV2 дикого типа была обнаружена в небольшом проценте образцов HCC.61 В отличие от этого, несколько доклинических исследований, включающих более крупные животные модели, такие как собаки62 и NHPs41, 42, 63, не вызвали опасений по поводу генотоксичности AAV в печени и рака. В долгосрочном исследовании генной терапии AAV у собак с гемофилией А повышение уровня FVIII в плазме крови через 4 года после введения AAV привело к анализу интеграции вектора AAV в печени, который показал клональную экспансию некоторых клеток, несущих интегрированные геномы AAV.64 Тем не менее, ни у одной из собак в этом исследовании не было обнаружено признаков опухолей или изменений функции печени.64 В целом, риск онкогенеза, опосредованного вектором AAV, у людей остается теоретическим, поскольку до сих пор не было зарегистрировано подтвержденных генотоксических событий у пациентов. Тем не менее, продолжительность наблюдения за людьми, получавшими AAV-терапию, в большинстве случаев остается короткой, поэтому настоятельно рекомендуется тщательное наблюдение и контроль за пациентами, участвующими в клинических испытаниях AAV-генотерапии.

В следующих разделах мы рассмотрим текущие клинические разработки для GT ex vivo и in vivo при каждом из MPSs, которые обобщены в таблице 1.

TABLE 1. Ongoing interventional clinical trials for gene therapy in mucopolysaccharidoses.

При мукополисахаридозе I типа (MPSs I) исследовались как ex vivo, так и in vivo методы GT. Основываясь на доклинических исследованиях с мышами MPSs I⁶⁸ и опираясь на положительные результаты MLD²⁹ , LV-опосредованная HSCT-GT была исследована у до-симптоматических или слабо симптоматических детей с MPSs IH. После медианного наблюдения в течение 2,1 года лечение было признано безопасным, и у всех пациентов наблюдалось быстрое и устойчивое приживление ген-откорректированных клеток. У всех пациентов наблюдалась устойчивая сверх-физиологическая активность α-l-идуронидазы (IDUA) в крови с нормализацией экскреции GAGs с мочой у большинства пациентов. Интересно, что активность IDUA стала определяемой, а концентрация GAGs в CSF снизилась. Также наблюдались стабильные когнитивные показатели, улучшение моторного развития и уменьшение жесткости суставов.⁶⁵ В совокупности эти данные позволяют предположить, что супрафизиологическая активность фермента обеспечивает перекрестную коррекцию не-гемопоэтических клеток, в том числе нейронов и, возможно, клеток скелета. Примечательно, что все включенные в исследование пациенты были бессимптомными, что подтверждает необходимость проведения GT ex vivo до начала проявлений заболевания для достижения эффективности.

Чтобы обеспечить более быстрое начало экспрессии трансгена, что позволит лечить большее число пациентов, у которых на момент постановки диагноза уже имеются симптомы, активно изучаются подходы in vivo GT для лечения MPSs I. Клиническое испытание in vivo GT для MPSs I, направленное на доставку IDUA с помощью вектора AAV9, вводимого непосредственно в ЦНС (NCT#03580083), продолжается, но результаты этого испытания еще не опубликованы. Кроме того, было проведено системное клиническое испытание GT на основе AAV для лечения MPSs I с целью доставки пары нуклеаз с цинковыми пальцами (ZFN), направленных на интеграцию донорской последовательности IDUA в клетки печени в высоко экспрессируемом локусе альбумина. Хотя терапия редактирования генома ZFN in vivo имела благоприятный профиль безопасности и свидетельствовала о направленном редактировании генома в печени, экспрессия фермента не поддерживалась в крови.⁶⁶ Аналогичный подход с похожими результатами был получен и при MPSs II.⁶⁶

Помимо стратегии редактирования генома на основе AAV8 для доставки ZFN с целью интеграции идуронат-2-сульфатазы (IDS) в локус альбумина⁶⁶ , существуют еще три активных клинических испытания in vivo GT для лечения мукополисахаридоза II типа (MPSs II). В одном из них используется вектор AAV (AAVHSC), полученный из стволовых клеток и экспрессирующий IDS, у взрослых пациентов с MPSs II, но подробностей об общей терапевтической стратегии мало (NCT#05238324). Два других испытания основаны на доставке AAV9-экспрессирующих IDS непосредственно в ЦНС пациентов с MPSs II (NCT#04571970 и NCT#03566043). Однако результаты этих клинических испытаний не были опубликованы. Кроме того, еще одно клиническое исследование направлено на оценку безопасности и эффективности GT ex vivo с помощью векторов LV, но набор участников еще не начался (NCT#05665166).

В настоящее время проводится клиническое исследование GT, опосредованной LV ex vivo, у пациентов с мукополисахаридозом типа IIIA (MPSs IIIA) и сохраненной нейрокогнитивной функцией (NCT04201405). Предварительные данные, полученные от первого пациента, прошедшего лечение, свидетельствуют о сверх-физиологической экспрессии фермента и снижении содержания GAGs в плазме, CSF и моче. Однако результаты этого исследования еще не опубликованы. Что касается GT in vivo, то два клинических испытания прямой доставки AAV в ЦНС при MPSs IIIA и MPSs IIIB показали устойчивую выработку ферментов в мозге и улучшение нейрокогнитивных функций, особенно у детей младшего возраста. Также наблюдалась стабилизация результатов нейрорадиологических исследований головного мозга.^{69, 70} При MPSs IIIА, чтобы потенциально обеспечить более высокую активность фермента, использовался AAV, несущий оба гена SGSH и SUMF1, поскольку SUMF1 кодирует фермент, который посттрансляционно модифицирует и активирует SGSH. Вектор был доставлен с помощью нейрохирургической процедуры, включающей несколько одновременных интрапаренхимальных инъекций в обе стороны мозга, и пациенты, прошедшие лечение, продемонстрировали стабильные двигательные и когнитивные навыки, причем наилучший результат был достигнут у самых молодых пациентов. На основании этих данных было предложено проводить лечение пациентов младше 2 лет для достижения лучшей коррекции нейрокогнитивных проявлений.^{69, 70}

Подходы к GT при MPSsIIIA, основанные на системных внутривенных инъекциях AAV9, способных трансдуцировать клетки мозга, были успешно реализованы на доклинических моделях⁷¹ и впоследствии были переведены в текущее клиническое исследование GT (NCT#02716246). Генотерапия мукополисахаридоза III типа (MPSs III), опосредованная AAV8 через печень, не была исследована в клинических испытаниях, поскольку фермент, вырабатываемый в печени, не преодолевает гематоэнцефалический барьер. Однако на мышиных моделях был исследован интересный подход, основанный на биоинженерном SGSH, конъюгированном с пептидом, способствующим нацеливанию на мозг (т.е. сигнальным пептидом из высоко секретируемого IDS и связывающим кровяной барьер доменом из аполипопротеина B), доставляемым в печень с помощью AAV8.⁷² Этот подход имеет потенциал для достижения коррекции мозга и при других нейронопатических MPSs, особенно в сочетании с модифицированными ферментами, которые в настоящее время исследуются в клинических испытаниях ERT. Несмотря на доклинические исследования,^{73, 74} клинические испытания GT MPSs IIIC и MPSs IIID в настоящее время не проводятся.

Было показано, что ERT улучшает двигательную и дыхательную функции у пациентов с мукополисахаридозом типа IVA (MPSs IVA), однако эффективность в отношении костей и хрящей, которые сильно поражены, остается неясной. Опыт применения HSCT ограничен, и данные о ее эффективности при MPSs IVA остаются неубедительными.⁷⁵ Улучшение скелетного фенотипа, наблюдаемое при MPSs I⁶⁵, позволяет предположить, что HSCT-GT может обеспечить перекрестную коррекцию клеток скелета и при MPSs IVA. Однако в настоящее время клинические испытания GT при MPSs IVA не проводятся. Недавно внутривенные инъекции AAV9 привели к устойчивому повышению активности фермента, снижению концентрации кератансульфата в плазме и тканях, а также к коррекции фенотипов костной и хрящевой ткани в модели крыс с MPSs IVA, которая повторяет скелетные и не скелетные особенности MPSs IVA⁷⁶.

Как и MPSsIV, мукополисахаридоз VI типа (MPSsVI) не имеет первичного поражения головного мозга. В доклинических исследованиях AAV8-опосредованная генотерапия, направленная на печень, привела к повышению активности ARSB в крови, уменьшению накопления GAGs и улучшению состояния сердца и скелета.^{77, 78} На основании этих результатов было проведено клиническое испытание AAV8-опосредованной генотерапии, направленной на печень, у пациентов с MPSs VI. Участники в группе с высокой дозой препарата продемонстрировали устойчивую активность ARSB в сыворотке крови (30-100 % от среднего значения для здоровых) и признаки биохимической коррекции. У этих пациентов не наблюдалось клинических ухудшений в течение 2 лет после GT, несмотря на прекращение ERT.⁶⁷

Доклинические данные о GT были получены при MPSs VII⁷⁹, но эти результаты еще не были переведены в клинические испытания. ERT, HSCT или GT не исследовались ни при MPSs IX, о котором сообщалось только у четырех пациентов⁸⁰ , ни при MPSs X, который был описан совсем недавно⁸¹.

Специфические методы лечения MPSs, основанные на ERT и HSCT, приносят клиническую пользу, однако оба метода имеют свои ограничения. Благодаря обеспечению долгосрочной экспрессии лизосомальных ферментов и перекрестной коррекции не-генетически скорректированных клеток и тканей, GT вызывает значительный интерес как более безопасная и эффективная стратегия лечения нескольких MPSs. Векторы LV и AAV продемонстрировали наибольший клинический потенциал для генной терапии ex vivo и in vivo, соответственно. После обширных исследований на доклинических моделях MPSs эти стратегии активно изучаются в нескольких текущих клинических испытаниях.

Основываясь на отличных результатах применения GT ex vivo с помощью LV для MLD, в настоящее время проводятся клинические испытания с использованием аналогичного подхода для MPSs с нейродегенерацией, таких как MPSs I и MPSs III. Помимо обнадеживающих нейрокогнитивных результатов, подтверждающих пользу для заболевания мозга, исследование MPSs I также показало, что избыточная экспрессия фермента может корректировать скелетное заболевание. Остеокласты, полученные из генетически исправленных HSPC, могут высвобождать лизосомный фермент в костном микроокружении, что приводит к перекрестной коррекции соседних костных клеток. Зависит ли улучшение течения болезни от избыточной экспрессии лизосомного фермента в клетках с коррекцией LV, еще предстоит выяснить, поскольку не было проведено исследований, сравнивающих allo-HSCT и GT ex vivo "голова к голове". Кроме того, необходимо более длительное наблюдение, чтобы полностью определить продолжительность терапевтического эффекта HSPC-GT на мозговые и системные проявления заболевания.

GT in vivo представляется методом выбора для симптоматических пациентов, и в ходе клинических испытаний появляются обнадеживающие данные. Были исследованы различные подходы - от инвазивных прямых множественных инъекций в мозг до инъекций в cisterna magna или интратекальных инъекций, которые являются менее инвазивными. Исследовался также подход, основанный на простых внутривенных инъекциях высоких доз серотипов AAV, способных преодолевать гематоэнцефалический барьер. Однако при введении высоких доз векторов AAV путем внутривенных инъекций возникает проблема токсичности. Альтернативная стратегия, основанная на генотерапии в гепатоцитах, которая превращает печень в "орган-фабрику" для производства и системной доставки фермента в другие ткани, является привлекательной, особенно для MPSs без первичного поражения ЦНС. Тем не менее, слияние лизосомальных ферментов с лигандами, обеспечивающими активный транспорт через рецептор-опосредованный трансцитоз и высвобождение фермента в мозг, становится все более привлекательным вариантом. Доклинические данные свидетельствуют о преимуществах биоинженерных IDS, соединенных с не-человеческим антителом к рецептору трансферрина или другими лигандами для терапии MPSsII⁸² , как для системных, так и для ЦНС проявлений, и в различных клинических исследованиях изучается этот подход для терапии нейронопатических MPSs. Кодирующие последовательности этих биоинженерных лизосомных ферментов также могут быть введены в AAV для генотерапии, направленной на печень. Преимущество этого подхода заключается в том, что для его реализации требуются меньшие дозы векторов по сравнению с высокими системными дозами векторов AAV, необходимыми для трансдукции ЦНС, которые ассоциируются с токсичностью. Тем не менее, необходимо учитывать и такие ограничения AAV-опосредованной генотерапии в печени, как иммунный ответ CTL, эффект разбавления векторного генома с потерей экспрессии терапевтического гена в делящихся гепатоцитах, образование антител против трансгенного продукта, а также риск развития HCC.

Наличие нескольких стратегий GT для MPSs позволяет надеяться на существенные изменения в естественной истории этих фатальных дегенеративных заболеваний. Однако определение наиболее эффективного подхода может быть проблематичным, поскольку результаты различных клинических испытаний трудно сравнивать, учитывая их неоднородность по критериям включения и исключения и клиническим конечным точкам. Поэтому вопрос о том, какая GT - ex vivo или in vivo (а для GT in vivo - системная или локализованная доставка) - является наиболее подходящей в зависимости от стадии заболевания и особенностей пациента, будет очень сложным. Тем не менее, для улучшения состояния пациентов необходимо активно проводить GT как можно раньше, а в идеале - до начала клинических проявлений.

Расширенное обследование новорожденных дает возможность диагностировать пациентов с MPSs до появления симптомов, и несколько MPSs были включены или рассматриваются для включения в программы обследования новорожденных.⁸³ Однако даже эта стратегия не может полностью предотвратить необратимые повреждения органов во время жизни плода.⁸⁴ Хотя пренатальное выявление MPSs, позволяющее проводить лечение плода, в настоящее время возможно только для пациентов с положительным семейным анамнезом, прогресс в области пренатального секвенирования экзома может привести к выявлению все большего числа пациентов пренатально, которых можно лечить с помощью фетальной ERT или фетальной GT, а также с помощью фетальной ERT с последующей постнатальной GT.