¿Puede la terapia génica curar la Hemofilia?

ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 ¿Puede la terapia génica curar la Hemofilia? Can the genetic therapy to health Hemophilia? LUIS JAVIER GARCÍA FRADE Real Academia de Medicina y Cirugía de Valladolid C/ Chancillería, 2 C.P: 47003, Valladolid. [email protected]. https://orcid.org/0000-0002-0396-4791 ANA CAMPANO GARCÍA Hospital Río Hortega de Valladolid C/ Dulzaina, 2 47012, Valladolid [email protected] García Frade, Luis Javier; Campano García, Ana (2022). Anales de la Real Academia de Medicina y Cirugía de Valladolid, 57: 51-70. DOI: https://doi.org/10.24197/aramcv.57.2022.51-70 Artículo de acceso abierto distribuido bajo una Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional (CC-BY 4.0). / Open access article under a Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0). Resumen: La hemofilia es una enfermedad monogénica ligada al cromosoma X. La terapia génica ofrece la promesa de curación, mediante una sola administración intravenosa de un vector a partir de la cápside de un virus adenoasociado modificado por ingeniería genética para expresar niveles elevados de factor. Se presenta un resumen de los ensayos clínicos publicados para hemofilia B. Se ha demostrado el potencial de obtener niveles de factor IX en rango normal y por otra parte expresión de hasta 10 años. Es importante controlar la respuesta inmune para obtener un nivel adecuado de factor. Palabras Clave: Hemofilia, Hemoterapia, genética. Abstract: Hemophilia is an X-linked monogenic disorder. Gene therapy holds the promise of a cure with a single intravenous administration of an adeno-associated viral vector engineered to express high level and, in some cases, hyperactive coagulation factors. Here we present a summary of active gene therapy clinical trials for haemophilia B. It has been demonstrated the potential to obtain Factor IX activity in normal range and otherwise expression up to ten years. It is relevant to control the immune response to produce suitable factor IX levels. Key words: Hemophilia, Hemotheraphy,Genetic 52 Luis Javier García Frade y Ana Campano García ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 Introducción. La hemofilia B (HB) es una enfermedad de carácter monogénico que afecta a unos 25.000 individuos a nivel mundial. Se conoce como enfermedad de Christmas en homenaje a Stephen Christmas, paciente de 10 años en el que se describió la enfermedad por. Biggs, Douglas, McFarlane, Dacie y Pitney, y porque su publicación fue realizada en el número de Navidad del British Medical Journal de 1952 (1). El tratamiento estándar es la profilaxis con factor IX de la coagulación obtenido por recombinación genética, administrado cada 72 horas, actualmente existe la tendencia a cambiar a factores de vida media extendida con administración cada 7-10 días. Una nueva alternativa es la posibilidad de reequilibrar la hemostasia con inhibidores de factor tisular o de antitrombina, no obstante, la terapia génica es única en ofrecer la potencial curación mediante la producción endógena continua de factor IX. A principios de los 80 se logra la clonación de los genes de los factores de coagulación. En 1983 el profesor de la Universidad de Cardiff Arthur L. Bloom (2) vaticinaba los siguientes beneficios a partir de este descubrimiento: aumentar el conocimiento de la patogénesis de las diátesis hemorrágicas, avanzar en el diagnóstico de la hemofilia y la curación de la hemofilia por medio de la terapia génica. Este tratamiento aporta una copia funcional del gen ausente o que se expresa como una proteína no funcional, por lo que puede resultar efectiva para tratar una enfermedad monogénica como la hemofilia. ¿Puede la terapia génica curar la Hemofilia? 53 ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 En 2021 los objetivos de la terapia génica en hemofilia son: 1. Eficacia • Niveles de factor adecuados para prevenir la hemorragia • Respuesta duradera • Administración única • Resultados predecibles 2. Toxicidad • Respuesta inmune controlable • Menor dosis efectiva posible (reducir riesgo de mutagénesis insercional y de diseminación del vector) 3. Reducción del coste del tratamiento Para lograr este objetivo con una expresión sostenida existen dos estrategias: ex vivo: integración del gen en una célula madre o edición genética de una célula madre, in vivo: transducción de una célula postmitótica de larga duración como es el hepatocito, sin necesidad de integración o introducción directa del gen. 54 Luis Javier García Frade y Ana Campano García ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 Vectores virales. La barrera para aportar el gen al hepatocito se ha soslayado con la utilización de vectores virales que de forma natural infectan células y tejidos. Estos vectores contienen una mínima secuencia genética del virus. Sus genes estructurales, replicativos y patogénicos han sido substituidos por el gen terapéutico. Actúan mediante una serie de proteínas que acceden a receptores en la superficie celular y envía su DNA al núcleo celular. La utilización como vectores de virus adenoasociados (AAV), miembros de la familia de parvovirus, modificados por ingeniería genética, han logrado los mejores resultados en los diferentes ensayos clínicos. El producto que actualmente se está utilizando consta de varios serotipos del vector AAV (AAV5, AAV8, AAVSpark100), todos ellos con tropismo hepático y que permiten la infusión venosa periférica. Desde el punto de vista de producto se consideran fármacos diferentes. Este vector transporta un transgen optimizado, que está bajo el control de un promotor específico hepático para restringir la expresión a los hepatocitos. Figura 1.- Estructura y composición del vector. ¿Puede la terapia génica curar la Hemofilia? 55 ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 Respuesta inmunológica. Un aspecto de gran importancia es la respuesta inmunológica, se utiliza ingeniería desde un virus que el sistema inmune ha podido encontrar previamente y, que, aunque no codifica proteínas virales puede desencadenar la respuesta inmune. Por ello, es importante comprender esta respuesta para lograr una expresión a largo plazo. Un 30-40% de la población presentan anticuerpos neutralizantes contra la cápside AAV. Además, se puede producir una respuesta celular inmune mediada por linfocitos T contra la cápside AAV, con aumento de enzimas hepáticos y hepatotoxicidad transitoria lo que puede llevar a la perdida de la expresión transgénica. Esta es una complicación dependiente de la dosis y aparece, según el serotipo, entre las 4-10 semanas de la transferencia génica. La terapia génica: se inició en hemofilia B debido a la limitada capacidad de empaquetamiento de los vectores AAV y al menor tamaño del gen respecto a la hemofilia A. Posteriormente la modificación del gen del factor VIII ha permitido también realizar ensayos clínicos en hemofilia A. En esta revisión analizaremos los resultados en hemofilia B por ser en la que existe mayor experiencia. Ensayos iniciales de TG en hemofilia B (fase I). Los primeros ensayos clínicos fase I comienzan a finales de los 90, los resultados se presentaron en 2003, mediante inyección intramuscular en 56 Luis Javier García Frade y Ana Campano García ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 ocho pacientes de un virus adenoasociado (rAAV2-CMV-F9-WT) con una dosis de 1,5x1012 vg/kg, no se logró elevar los niveles de FIX en el plasma pero si se observó una expresión subterapéutica local cuya persistencia se demostró a los 10 años (3, 4). Manno y col. en 2006 presentaron los resultados del estudio Avigen/CHOP, mediante infusión en arteria hepática de rAAV2-hAAT- F9-WT en siete pacientes, con tres dosis diferentes. La dosis más alta (2x1012 vg/kg) se utilizó en dos casos y lograron la elevación del factor IX en sangre. Sin embargo, el éxito se ensombreció por el aumento de ALT y AST en un paciente, que ya entonces se interpretó como citotoxicidad mediada por linfocitos T (5). En 2011 el grupo formado por el Hospital de St. Jude Children´s Research Hospital y el University College London-(UCL) en el Royal Free Hospital realizó el primer estudio mediante infusión intravenosa en diez pacientes, con tres dosis diferentes, seis pacientes se infundieron con la dosis alta de 2x1012 vg/kg, (6) y en estos se lograron niveles de factor IX con una mediana del 5,1% y con expresión estable durante más de 8 años (7). No obstante, en cuatro de estos seis sujetos aumento ALT. ¿Puede la terapia génica curar la Hemofilia? 57 ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 Figura 2. Actividad de Factor IX tras infusión endovenosa de AAV en los seis pacientes del estudio con dosis 2x1012 vg/kg (Nathwani AC et al. N Engl J Med 2011;365: 2357-2365). 58 Luis Javier García Frade y Ana Campano García ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 Desde estos estudios pioneros la investigación se ha centrado en la realización de ensayos clínicos en adultos con diagnóstico de hemofilia B, con exposición previa a tratamiento substitutivo de factor IX, que no hayan desarrollado inhibidor contra factor IX. Respecto al vector, se han utilizado cápsides de diferentes variantes de virus adenoasociados obtenidas por bioingeniería, con promotores específicos del hígado. El descubrimiento por Simioni y col. (8) de un paciente con trombosis venosa familiar y actividad catalítica de FIX incrementada hasta ocho veces, denominado FIX Padua (FIX-R338L), debido a una mutación arginina-valina 338, ha permitido aumentar la eficacia del gen y disminuir la dosis de vector. Desarrollo clínico de FidaVec (Spark-Pfizer). En 2015 se presentan los primeros ensayos liderados por Spark, dos años después los ensayos fase I/II y en 2018 se inicia el ensayo fase III promovido por Pfizer. En el diseño del vector merece ser destacado que se utiliza una cápside creada por bioingeniería, rAAV-Spark100, y un promotor específico de hígado que mejora su eficacia mediante la utilización de F9-Padua (9, 10). El ensayo FidaVec fase I/II (9) fue el primero en utilizar F9-Padua, un estudio abierto, no aleatorizado, multicéntrico, para evaluar seguridad y farmacocinética en una muestra de 15 pacientes en los que se realizó la ¿Puede la terapia génica curar la Hemofilia? 59 ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 infusión endovenosa de una dosis única de vector de 5x1011 vg/kg. Se evaluaron los resultados al cabo de un año con una fase de extensión de cinco años. Se plantearon como objetivos cambios en la tasa anual de sangrado y en la infusión de factor así como cambios en el consumo anual de FIX con respecto al basal. Se consideraron criterios de inclusión; hombre ≥18 año, diagnóstico confirmado de HB (factor ≤2%), más de 50 días de exposición a productos de factor IX, tratamiento en profilaxis o ≥4 sangrados anuales que requieran tratamiento episódico, sin inhibidores. Como criterios de exclusión se consideraron hepatitis B o C activa o en tratamiento con antivirales, enfermedad hepática, evidencia serológica de HIV-1 o HIV-2, anticuerpos neutralizantes anti AAV-Spark100 < 1:5, participación en un ensayo clínico previo con terapia génica en las últimas 52 semanas o con otros fármacos en las últimas 12 semanas. Si analizamos los resultados, la actividad de FIX post-infusión al cabo de un año fue superior al 10%, en concreto la media fue de 33,7+/-18,5%, existía una clara eficacia aunque también una amplia variabilidad entre los pacientes, difícil de predecir. 66 Luis Javier García Frade y Ana Campano García ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 tenía un BMI>32, había sido infundido con AAV-FIX Padua, y presentaba una sobreexpresión de FIX superior a 280%. Poblaciones no incluidas en los estudios. Hasta el momento no se han incluido en estos estudios a niños y adolescentes debido a las dudas sobre la duración del efecto (efecto de dilución) y al riesgo potencial de mutagenesis, pacientes con hepatopatías graves y pacientes con inhibidor. Los pacientes HIV+ en general han sido excluidos aunque no en todos los ensayos y finalmente los pacientes con anticuerpos neutralizantes preexistentes a AAV excepto en los AMT 060/061 (21). Conclusiones. Existen múltiples estudios en marcha, incluyendo fases III, utilizando como vector AAV. La introducción de AAV en el hígado por infusión i.v. puede elevar los niveles de FIX de forma que la tasa de sangrado anual sea cero.. Las causas más comunes de exclusión son la existencia previa de anticuerpos neutralizantes contra AAV o enfermedad hepática. La duración de la expresión de FIX parece excelente en algunos estudios (más de 8 años en el UCL/SJCRL). ¿Puede la terapia génica curar la Hemofilia? 67 ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 El efecto adverso más común es la elevación de transaminasas, un efecto transitorio, asintomático y autolimitado, aunque puede reducir o eliminar la eficacia. Descripción de carcinoma hepatocelular en un participante con factores de riesgo, el análisis molecular no apoya la mutagénesis insercional. Imposibilidad actual de repetir el tratamiento. Dudas sobre la duración de tratamiento en paciente pediátrico. Riesgo de respuesta immune al transgen en pacientes con pocos días de exposición. Puede llegar a ser coste-eficiente. BIBLIOGRAFÍA 1. Douglas AS, Macfarlane RG, Dacie JV, et al. Christmas disease. Br Med J. 2(4799): 1378–1382; 1952. 2. Bloom AL. Beneficts of Cloning Genes for clotting factors. Nature 5017: 474-475; 1983. 3. Manno CS, Chew AJ, Hutchison S, et al. AAV-mediated factor IX gene transfer to skeletal muscle in patients with severe hemophilia B. Blood.101(8):293-72; 2003. 4. Buchlis G, Podsakoff GM, Radu A, et al. Factor IX expression in skeletal muscle of a severe hemophilia B patient 10 years after AAV- mediated gene transfer. Blood. 119(13):3038-3041; 2012. 68 Luis Javier García Frade y Ana Campano García ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 5. Manno CS, Pierce GF, Arruda VR,et al. Successful transduction of liver in hemophilia by AAV-Factor IX and limitations imposed by the host immune response. Nat Med. 12(3):342–347; 2006. 6. Nathwani AC, Tuddenham EGD, Rangarajan S, et al. Adenovirusassociated virus vector-mediated gene transfer in hemophilia B. N Engl J Med. 365(25):2357-2365; 2011. 7. Natwhani AC, Reiss U, Tuddenham E, et al. Adeno-Associated Mediated Gene Transfer for Hemophilia B:8 Year Follow up and Impact of Removing "Empty Viral Particles" on Safety and Efficacy of Gene Transfer. Blood. 132(Suppl 1):491; 2018. 8. Simioni P, Tormene D, Tognin G et al. X-linked thrombophilia with a mutant factor IX (factor IX Padua). N Engl J Med 22: 361(17) 1671-1675; 2009. 9.George LA, Sullivan SK, Giermasz A, et al. Hemophilia B Gene Therapy with a High-Specific-Activity Factor IX Variant. N Engl J Med 377:2215– 2227; 2017. 10.Clinicaltrials.gov. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03861273 (Acceso Agosto 2021). 11. George LA, Sullivan SK, Rasko JEJ, et al. Evaluation of Liver Health After Fidanacogene Elaparvovec Gene Therapy: Data From Study Participants With Up to 5 Years of Follow-up. ISTH 2021, 17-21 julio. Virtual. ¿Puede la terapia génica curar la Hemofilia? 69 ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 12. George LA, Sullivan SK, High KA, et al. Surgical experience with Fidanacogene Elaparvovec. Poster presentado en el Annual Meeting of the International Society on Thrombosis and Haemostasis (ISTH) 2020; 12-14 Julio, Virtual. Abstract. 13. George LA, et al. Res Pract Thromb Haemost. 2020;4(Suppl 1). 14. Clinicaltrials.gov https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03861273 (Acceso Agosto 2021). 15. Miesbach W, Meijer K, Kampmann P, et al. Five Year Data Confirms Stable FIX Expression and Sustained Reductions in Bleeding and Factor IX Use Following AMT-060 Gene Therapy in Adults with Severe or Moderate-severe Hemophilia B. Poster presentado en ISTH 2021; 17-21 de julio, Filadelfia. 16. Pipe SW, Recht M, Key NS, et al. First Data from the Phase 3 HOPE- B Gene Therapy Trial: Efficacy and Safety of Etranacogene Dezaparvovec (AAV5-Padua hFIX variant; AMT-061) in Adults with Severe or Moderate-Severe Hemophilia B Treated Irrespective of Pre-Existing Anti- Capsid Neutralizing Antibodies. Poster presentado en 62nd ASH Annual Meeting and Exposition. 5-8 diciembre 2020. 17. Recht M, Leebeek FWG, Miesbach W, et al. Clinical Outcomes in patients with and without pre-existing neutralizing antibodies to the vector: 6 month data from the phase 3 HOPE-B trial of etranacogene dezaparvovec. Poster presentado en 24th ASGCT 2021.Virtual Meeting. 11-14 Mayo 2021. 70 Luis Javier García Frade y Ana Campano García ANALES DE LA REAL ACADEMIA DE MEDICINA Y CIRUGÍA DE VALLADOLID, 57 (2022): 51-70 ISSN: 2530-6421 18. Pipe SW. Liver Safety Case Report from the Phase 3 HOPE-B Gene Therapy Trial. ISTH Academy. Jul 18 2020; 333531. 19. Chowdary P, Shapiro S, Makris M, et al. A Novel Adeno Associated Virus (AAV) Gene Therapy (FLT180a) Achieves Normal FIX Activity Levels in Severe Hemophilia B (HB) Patients (B-AMAZE Study). ISTH 2020. 12-14 julio. Virtual. 20. Chowdary P, Shapiro S, Makris M et al. Follow-up on a Novel Adeno- Associated Virus (AAV) Gene Therapy (FLT180a) Achieving Normal FIX Activity Levels in Severe Haemophilia B (HB) Patients (B-AMAZE Study). EAHAD 2021. 2-4 febrero. Virtual. 21. Perrin GO, Herzog RW, Markusic DM. Update on clinical gene therapy for haemophilia. Blood 133(S): 407-414; 2019.