在临床前研究中,合成病毒载体和手术技术可以有效地将基因载体传递到内耳
一个致力于开发听力损失和前庭疾病有效治疗方法的研究团队报道,在Mass Eye and Ear开发的一种合成病毒载体和一种新的手术方法,使基因有效转移到非人灵长类动物的内耳。
在之前的研究中,Mass Eye and Ear研究团队表明,他们能够成功地针对内耳,并在小鼠模型中显示出治疗效果。这项新发现发表在3月15日的《科学》杂志上自然通讯研究表明,一种名为Anc80L65的腺相关病毒(AAV)载体可以与一种新的手术方法结合,包括经乳突后鼓室切开术,以分娩基因进入内耳,这可能会为这项研究转化为人类提供一个有前途的途径。
“听力障碍影响着数百万人,阻碍了他们的沟通能力,但几乎没有任何药物治疗可以缓解这些状况,”该研究的合著者、格鲁斯贝克基因治疗中心主任、哈佛医学院眼科学副教授Luk Vandenberghe博士说。“运送到耳蜗是最大的挑战之一。在这里,我们展示了一种持久性基因药物平台的一次性手术干预的潜力,最终改变了患者的现状。”
听力损失是一种全球流行病,目前仍未得到治疗
听力损失影响着全球4亿多人。最常见的一种听力损失叫做感音神经性听力丧失这种疾病通常是由于内耳内脆弱结构的损伤和负责听力的毛细胞的破坏。超过一半的儿童耳聋病例是由超过120种不同基因的突变引起的基因治疗解决方案。前庭或平衡障碍也可能起源于内耳,可以用这种方法治疗。
为了到达内耳,研究人员设计了一种手术方法,巧妙地进入所谓的圆窗膜,这是从中耳进入内耳的一个开口。一旦进入内耳,基因疗法就会通过病毒载体传递。这种方法受到人工耳蜗植入手术的启发,同样需要进入内耳。
这种新型手术方法是由斯坦福大学医学院Bertarelli基金会教授、耳鼻咽喉头颈外科系主任Konstantina Stankovic医学博士和Akouos联合创始人兼首席医疗官Michael McKenna医学博士共同开发的。两人都是耳鼻喉科和神经科的前任主管教员他们在哈佛医学院发明了这种手术方法。
将基因疗法转移到内耳的载体被称为Anc80L65,这是一种AAV,首次在Vandenberghe博士的实验室中创建,之前在小鼠研究中显示,它是一种有效的基因转移载体,可以转移到多个器官。
高效可行的内耳基因转移
内耳是一个有许多复杂结构的原始空间,这意味着侵入性手术应该保持在最低限度。基因治疗的好处在于,它是一种只需进行一次手术的单一治疗。
aav -外科手术方法与大众眼和耳的批准和实验性基因疗法用于治疗眼睛视网膜疾病的方法相当。在这些治疗过程中,在将基因疗法注入眼睛之前要进行外科手术。
在这项新研究中,研究人员测试了两种AAV技术——已在耳蜗中使用的载体aav1和合成的anc80l65——对内耳毛细胞(耳朵中声音的主要传感器)的有效性。研究人员发现,移植到内耳的手术和分子方面是安全的,耐受性良好,这为未来的人体应用打开了大门。Anc80L65在两种动物中转导到90%的内毛细胞;AAV1在等剂量下的效率明显较低。所有动物注射后血清中均检测到AAV中和抗体,而脑脊液中未检测到AAV中和抗体,表明基因治疗达到了预期目标。
结果表明,Anc80L65可以被输送到内耳,并使用优化的手术方法,在注射基因疗法之前可以看到圆形窗口,持续地转导年轻非人灵长类动物的耳蜗和前庭细胞。
“听力损失是全球最常见的感觉障碍,至少一半的先天性听力损失可归因于遗传原因。因此,基因治疗的潜力是变革性的,”斯坦科维奇博士说。“这项研究证明了使用遗传和手术方法靶向非人灵长类动物内耳特定细胞的可行性。如果转化为成功的人类疗法,其影响将是巨大的,就像基因疗法改善失明等其他疾病一样。”
开发治疗不治之症的方法
利用这种手术方法和AAV来测试基因疗法的研究正在动物模型中对一些导致听力损失的特定基因进行测试,希望有一天能将这项研究转化为人类的治疗方法。这项技术正在研究中,它不仅能添加基因,还能去除对毛细胞有毒的基因。
麦肯纳博士说:“这项研究为将这种方法应用于人类铺平了道路,是非常必要的一步,必须进行测试和研究。”“我们现在经常在实验中使用这种方法来测试内耳疾病的新疗法,比如听力损失并希望在未来的临床试验中测试这种方法。”