Глаукома одна из распространенных причин необратимой слепоты во всем мире, затрагивает более 64 миллионов людей.¹ Лечение не существует, но множественные клинические испытания показали, что независимо от инициальной патологии или подтипа болезни, незначительное снижение внутриглазного давления (IOP) может предупредить гибель клеток ретинальных ганглиев, повреждения глазного нерва и последующую потерю зрения.^2-4 Существующее лечение остается неудовлетворительным.⁵ Капли, снижающие IOP, использующиеся первоначально, часто обнаруживают побочные эффекты и лишь умеренный эффект и неприятие из-за необходимости ежедневного применения.^6,7 Хирургическое лечение глаукомы (напр., трабекулотомия) эффективно, но требует вмешательства высоко опытного хирурга, интенсивного мониторинга, существует потенциальный риск катастрофических осложнений и часто оказывается со временем неэффективным.^8-10

IOP возникает из-за нарушения баланса между формированием внутриглазной жидкости цилиарным телом и оттоком через uveoscleral путь или трабекулярную сеть.¹¹ Большинство вмешательств нацелено на усилением оттока; однако, процедуры по деструкции цилиарного тела (напр., cyclodiode лазером) универсальны и заметно снижают IOP даже в случае тяжелой на конечной стадии глаукомы. Однако, возникающий в результате некроз цилиарного тела может приводить к воспалению, потере нейротрофных факторов и последующему phthisis bulbi, что ограничивает широкое использование этого подхода.^12-14

Редактирование генов для достижения одного, но постоянного терапевтического вмешательства является привлекательным подходом. Прогресс пока ограничивается пре-клиническими исследованиями, при этом методы концентрируются или на модулировании трабекулярной сети для усиления оттока^15,16 или обеспечения нейропротекции клеткам ганглиев.^17,18 В предыдущем исследовании была использована система CRISPR-Cas9 для коррекции мутации в гене myocilin (MYOC), связанного с возникновением глаукомы.¹⁹ Однако, глаукома редко имеет моногенное происхождение и многие гены ассоциируют с повышенным риском, каждый из которых может нести множественные патогенные мутации.^20,21 Почти сотня мутаций идентифицирована только в myocilin, что делает подходы по редактированию специфических генов мене пригодными.

В данном исследовании мы продемонстрировали практический подход к генотерапии, который снижает IOP путем избирательного разрушения продукции внутриглазной жидкости цилиарными телами после одной инъекции в стекловидное тело. Редактирование специфического гена достигается путем использования небольшой происходящей из S. aureus CRISPR-Cas9 платформы, поскольку она способна доставляться с помощью одного рекомбинантного adeno-associated virus (AAV), вектора, который теперь становится золотым стандартом и US Food and Drug Administration (FDA) узаконила его использование для терапии глазных генов.^22,23 Путем целенаправленного воздействия на ген, критический для консервации физиологического процесса скорее, чем коррекции одной специфической мутации. Снижение IOP достигается с помощью разрушения Aquaporin 1 (Aqp1) в цилиарном теле. Аквапорины являются семейством транспортирующих воду трансмембранных белков, которые широко экспрессируются по всему телу человека,^24,25 а трансгенные мыши, дефицитные по Aqp1 обнаруживают более низкое IOP как результат уменьшения притока и формирования внутриглазной жидкости без побочных эффектов.²⁶

Итак, использование адено-ассоциированного вируса серотипа ShH10 для доставки одиночного вектора CRISPR-Cas9 системы с разрушенным Aquaporin 1 приводит к снижению IOP в подвергшихся действию глазах (10.4 ± 2.4 mm Hg) по сравнению с контролем (13.2 ± 2.0 mm Hg) или глазами без инъекций (13.1 ± 2.8 mm Hg; p < 0.001; n = 12). Редактирование гена aquaporin 1 может быть выявлено в цилиарном теле, при этом не наблюдается повышения вне мишени в виде утолщения роговицы или сетчатки. У экспериментальных мышиных моделей с индуцированной глазной гипертензией, IOP может быть снижено, чтобы предупредить потерю клеток ганглиев (32 ± 4 /mm2) по сравнению с необработанным контролем (25 ± 5/mm2; p < 0.01). Т.о., ShH10 может трансдуцировать цилиарное тело человека из глаз умерших доноров в ex vivo культуре с возникновением в локусе Aquaporin 1 indel нарушений. Перенос в клинику этого подхода на пациентов с глаукомой может привести к долговременному снижению IOP после единственной инъекции.