Gentherapie von Augenerkrankungen
Mit einer feinen Injektionskanüle werden die rekombinant hergestellten therapeutischen Adeno-assoziierten Viren (AAV) unter die Netzhaut appliziert. Die Netzhaut löst sich temporär vom retinalen Pigmentepithel ab und es bildet sich eine subretinale Blase (grün). Retinale Zellen, z. B. Photorezeptoren, welche innerhalb der subretinalen Blase liegen können durch die AAV Vektoren transduziert werden.
Rekombinant hergestellte AAV Vektoren, welche ein Genom mit einer Genexpressionskassette zur Expression des Zielgens unter Kontrolle eines Zelltyp-spezifischen Promoters enthalten, werden durch subretinale Injektion appliziert um direkt in Kontakt mit der Zelloberfläche (z.B. der retinalen Pigmentepithelzellen) zu kommen. Dort docken die AAV Vektoren an Oberflächenrezeptoren an, werden in Vesikeln internalisiert und wandern zur Zellkernmembran. Nach Freisetzung aus den Vesikeln können die AAVs in den Zellkern gelangen und ihr einzelstängiges Genom entpacken, welches im Anschluss durch Inanspruchnahme intrazellulärer Prozesse in doppelsträngige DNA umgewandelt, in RNA transkribiert und schließlich in das Zielprotein translatiert werden kann. Das gereifte Protein kann schließlich die im Patienten fehlende Funktion beisteuern. Das AAV Genom verbleibt ohne sich ins Wirtsgenom zu integrieren im Zellkern und kann dadurch theoretisch ein Leben lang als Matrize für das fehlende Genprodukt dienen. Daher geht man bei einer derartigen AAV-vermittelten Gensupplementierung davon aus, dass eine Einmalgabe ausreicht.
Bereits vor einigen Jahren konnte die AG Michalakis am Department Pharmazie der LMU in enger Kooperation mit Professor Martin Biel und der Gruppe von Professor Mathias Seeliger von der Augenklinik Tübingen die ersten erfolgreichen Gentherapieansätze für CNGA3-bedingte Achromatopsie (ACHM2) und CNGB1-bedingte Retinitis pigmentosa (RP45) entwickeln. Bei der Achromatopsie handelt es sich um eine sehr seltene vererbte Erkrankung der Netzhaut. Betroffene Menschen sind vollkommen oder partiell farbenblind. Diese ist jedoch nicht mit der häufiger vorkommenden Fehlsichtigkeit, mit der sogenannten Rot-Grün-Blindheit, die in der Regel mit dem Begriff der „Farbenblindheit“ bezeichnet wird, zu verwechseln. Retinitis pigmentosa beschreibt eine durch Vererbung oder spontane Mutation entstehende Netzhautdegeneration, bei der die Photorezeptoren zerstört werden.
Auf Basis von erfolgreichen proof-of-concept Studien entstanden drei aktuell laufende klinische Translationsprojekte zur CNGA3-bedingten Achromatopsie (ACHM2), CNGB1-bedingter Retinitis pigmentosa (RP45) sowie zur PDE6A-bedingten Retinitis pigmentosa (RP43). Erste Ergebnisse aus der weltweit ersten Phase I/II Studie wurden im April 2020 veröffentlicht (JAMA Ophthalmology 2020).
Um Gendefekte in der Netzhaut, die zur Erblindung führen, zu kompensieren, sind zunehmend gentherapeutische Ansätze in der Entwicklung. Zurzeit müssen hierzu die Gentherapie-Vektoren direkt unter die Netzhaut (subretinal) injiziert werden. Dabei besteht ein gewisses Risiko für die Schädigung der fragilen Netzhaut. Außerdem lässt sich mit einer solchen Injektion jeweils nur ein kleiner Teil der Netzhaut behandeln.
