Sinopsis de protocolo de investigación para un ensayo clínico con terapia génica transcriptasa telomerasa reversa humana (hTERT) asociada a un adenovirus (AAV) en la enfermedad de Alzheimer

Evaluación de la seguridad, tolerabilidad y eficacia de la terapia génica transcriptasa telomerasa reversa humana (hTERT) asociada a un adenovirus (AAV) en la enfermedad de Alzheimer

Tipo de investigación: Ensayo clínico fase I/II

Patrocinador: Libella Gene Therapeutics, LLC

Normatividad: Se realizará según la normatividad vigente para la investigación con productos biotecnológicos a partir de terapia génica —Resolución 8430 de 1993 del Ministerio de Salud, por la cual se establecen las normas científicas, técnicas y administrativas para la investigación en salud. Ver concepto del Ministerio de Salud y Protección Social de la República de Colombia. 

Comunicado de prensaBreakthrough Clinical Trial in Colombia Aims to Cure Alzheimer's Disease And Could Reverse 20 Years of Age on Patients.

Nota: Los pacientes serán seleccionados por el patrocinador en EE. UU. y viajarán al centro de investigación en Colombia para participar en el estudio. 

Antecedentes

La enfermedad de Alzheimer (EA), es una enfermedad neurodegenerativa que se manifiesta principalmente con un deterioro cognitivo y una variedad de trastornos conductuales. La pérdida de la memoria inmediata y de otras capacidades mentales, como las capacidades cognitivas superiores son síntomas típicos de la enfermedad, y se van incrementando a medida que mueren neuronas y se atrofian diferentes zonas del cerebro. La duración media aproximada después del diagnóstico alcanza los 10 años, sin embargo, esto puede variar dependiendo de la severidad de la enfermedad al momento del diagnóstico (1).

La EA es la forma más común de demencia, es incurable hasta el momento además es terminal, y suele aparecer con más frecuencia en personas mayores de 65 años de edad, aunque también hay casos atípicos, correspondiente a un 0.01% del total, en los que puede ser desarrollada desde los 40 años (1,2).

Existen diversas hipótesis con respecto a las causas, dentro de estas se encuentran, la reducción en la síntesis del neurotransmisor acetilcolina; los desórdenes metabólicos, particularmente la hiperglicemia y la resistencia a la insulina; la acumulación de la proteína beta-amiloide y tau en el cerebro. El factor genético juega un papel importante en la aparición de la enfermedad, ya que la gran mayoría de los pacientes han tenido algún familiar con alzheimer (3)

Su patogenia se se caracteriza por la pérdida de neuronas y la sinapsis en la corteza cerebral y en algunas regiones subcorticales. Dando como resultado una atrofia de las regiones afectadas, que incluyen una degeneración en los lóbulos temporal y parietal, algunas y partes de la corteza frontal y la circunvolución cingulada (3).

En el cuadro clínico se distinguen cuatro fases de la enfermedad, comenzando por la predemencia  en donde se observan leves dificultades cognitivas hasta 8 años antes de que la persona cumpla los criterios de diagnóstico, entre estos perdida de la memoria a corto plazo, e inhabilidad para adquirir nueva información. La siguiente fase es la Demencia inicial, caracterizada por la recurrente y persuasiva pérdida de la memoria a corto plazo, dificultad para orientarse e interactuar en lugares conocidos por el sujeto. La fase de Demencia moderada, hay una evidente pérdida de la dependencia en tareas cotidianas, pérdida de aptitudes como la de reconocer objetos y personas, además de cambios conductuales, dificultad para comunicarse; en el 30% aproximadamente de los pacientes aparecen ilusiones en el reconocimiento de personas. Por último la demencia avanzada en donde se observa un deterioro en la musculatura, existe una pérdida del movimiento, llevando al paciente al encamamiento, a la incapacidad de alimentarse a sí mismos (2,3).

Actualmente las alternativas terapéuticas de tipo farmacológico son ineficaces de controlar la enfermedad en estados avanzados, generalmente están indicados en pacientes en estadios tempranos, sin embargo desde el punto de vista clínicos los resultados no son significativos. Dentro de las alternativas terapéuticas no farmacológicas. En sí el tratamiento ofrecido a los pacientes, son una serie de cuidados paliativos que tratan de maximizar la calidad de vida del paciente (4).

Se estimó, en el reporte mundial de la AE del 2016, que alrededor de 47 millones de personas en el mundo padecen de demencia y se estima que para el 2050 esta cifra se incrementara a 131 millones, de esta manera se convierte en una prioridad los esfuerzos encaminados a encontrar alternativas terapéuticas eficaces para el control de la enfermedad (4).

Terapia genética AAV- hTERT

La terapia génica ofrece la capacidad de corregir permanentemente una enfermedad en su nivel más básico, el genoma, y odría ofrecer curas para muchas afecciones que se consideran incurables. La transcriptasa inversa de telomerasa humana (hTERT) es una enzima cuya expresión desempeña un papel en el envejecimiento celular. Normalmente se reprime en las células, lo que resulta en un acortamiento progresivo de los telómeros. La terapia genética con telomerasa en ratones adultos y viejos retrasa el envejecimiento y aumenta la longevidad sin aumentar el cáncer. Los organismos envejecidos acumulan daño en el ADN derivado de los telómeros y se ha demostrado que es posible reparar o retrasar la acumulación de este tipo de daño a través de la terapia genética de la telomerasa. Esta terapia proporciona la viabilidad de utilizar el sistema de administración de virus Adeno-Asociado (AAV) que lleva el gen hTERT para extender los telómeros en enfermedades neurodegenerativas para prevenir el desarrollo, retrasar o revertir la patología. Esto tendrá una consecuencia directa en la función cognitiva y la calidad de vida en pacientes con enfermedad neurodegenerativa, como en este caso la EA.  (AAV) no son patógenos para los humanos y causan respuestas inmunes limitadas y poco frecuentes. Se han realizado varios estudios de seguridad para estos vectores, lo que confirma el beneficio de su uso para la administración de genes y su seguridad.

Mecanismo de acción hTERT

Esta terapia génica, es transferida mediante el vector AAV que trae la secuencia del gen hTERT, este se fusiona con células humanas e inserta el gen en él ADN propio. El gen hTERT luego se expresa en la célula para producir telomerasa activa. La telomerasa se mueve a las puntas de los cromosomas y alarga los telómeros en una forma de transcriptasa inversa utilizando el componente de ARN de telomerasa como plantilla. Los telómeros más largos tienen un efecto sobre la regulación de otros genes en los cromosomas para restaurarlos a un patrón de expresión joven.

Resumen de experiencias no clínicas

Los estudios no clínicos realizados previamente dan soporte a la administración de AVV-Htert en humanos, las experiencias previas han consistido en estudios in vivo en ratones, con el fin de identificar la respuesta del vector y la transferencia del gen frente a enfermedades degenerativas como aplasia medular, anemia aplásica; además de obtener resultados en cuanto la actividad de los telómeros y retrasando el envejecimiento sin causar cáncer.

Basado en la premisa de que uno de los factores que instigan al envejecimiento es la progresiva degeneración genómica por cuenta de la decreciente regeneración de los telómeros, se decide trabajar con ratones telomerasa-deficientes, en donde se evidencia el mal funcionamiento de los diversos tejidos, la baja producción de células madre, además de la falla de múltiples órganos, para observar si es posible subsanar o reversar dicha mal función de los telómeros por medio de la reactivación endógena de la actividad de la telomerasa. Para tal fin se construyó un alelo Knock in compuesto de una secuencia inductora 4-hidroxitmoxifen (4-OH), el receptor de la telomerasa reversa tanscriptasa (TERT-ER) bajo el control transcripcional del promotor TERT endógeno, es decir que los ratones fueron modificados genéticamente para que la telomerasa fuera producida solamente en presencia del compuesto 4-OH. Los ratones TERT-ER tenían telómeros cortos y disfuncionales, un evidente daño a nivel la señalización del ADN, se observaron fenotipos degenerativos clásicos, sucesivos apareamientos generacionales y edad avanzada. La inducción de la telomerasa en ultimas generaciones de ratones TERT-ER, extendieron el tamaño de los telómeros, redujeron el daño de la señalización del ADN, permitiendo eliminar los fenotipos degenerativos en múltiples órganos. Se observó a su vez una reversión de la neurodegeneración con el restablecimiento de la proliferación de progenitores neurales, nuevas neuronas y aumento en la población de oligodendrocitos. Este estudio logró evidenciar como el daño en la telomerasa juega el papel principal en la falla del organismo asociado a la edad y se establece como un factor de riesgo para desarrollar enfermedades, mostrando como el restablecimiento de la actividad endógena puede ser una estrategia para el control de enfermedades degenerativas (5)

Otro estudio en donde se utilizó ratones como modelo experimental tenía como objetivo evaluar los resultados de la terapia génica para telomerasa, utilizando como vector un virus Adeno-Asociado (AAV).  Para ello se utilizaron 35 ratones de 1 año de edad y 37 ratones de 2 años de edad, cada grupo etario fue dividido en dos grupos de tratamiento en donde se inocularon con 2 x 1012genomas virales (vg)/ ratón, un grupo con AVV9-mTERT (cADN bajo el control del promotor CMV, con proteínas de la cápside del AAV serotipo 9) y otro grupo con un control negativo y reportero de la expresión del vector AAV9-eGFP (proteína fluorescente verde mejorada, con proteínas de la cápside de AAV serotipo 9). Los resultados observados muestran que los ratones de 1 y 2 años tratados conAAV9-mTERT tuvieron un notable efecto benéfico en su salud y aptitudes, las cuales incluyen sensibilidad a la insulina, osteoporosis, coordinación neuromuscular, y varios biomarcadores de envejecimiento. Se resalta que estos no tuvieron un mayor desarrollo de cáncer comparado con sus controles, lo cual sugiere que la actividad tumorigénica de la telomerasa es severamente suprimida cuando se expresa en adultos u organismos de mayor edad usando un vector AAV. Se evidenció a su vez un aumento en la expectativa de vida en los ratones tratados con terapia génica para la telomerasa, los ratones de 1 año tuvieron un incremento del 24% y los de 2 años aumentaron hasta un 13%. En los ratones tratados con el control AAV9-eGFP, no se observó ningún efecto benéfico, lo cual demuestra que es requerida la actividad de la telomerasa. En este estudio se constituye como una prueba de principio del papel que juega la telomerasa en el retratamiento del envejecimiento fisiológico y la posible prolongación de la longevidad en ratones normales a través del tratamiento de la telomerasa, lo cual muestra la factibilidad de la terapia genética anti edad (6).  

La anemia aplásica consiste en el desarrollo incompleto o defectuoso de las líneas celulares de la médula ósea, lo cual genera pancitopenia periférica e hipoplasia medular. Con la finalidad de evidenciar la eficacia terapéutica de la terapia genética para la telomerasa en la anemia aplásica, mediante la activación del gen TERT, por medio del vector AAV9. Se utilizaron dos modelos de ratones (Trf1 y Tert-deficient) con anemia aplásica debido al acortamiento de los telómeros. El modelo Trf1 fue generado a partir del daño a este telosoma específicamente en la medula ósea, con el fin de generar una anemia aplásica con un fenotipo muy similar a la humana en los hallazgos patológicos de la enfermedad, que de igual forma genera un acortamiento en los telómeros. El modelo de ratones Tert-deficient se generó mediante trasplantes de medula a ratones normales, provenientes de ratones de tercera generación con deficiencias en la telomerasa por un Knock out del gen TERT. Ambos modelos fueron inoculados con 3.5X1012 vg/ratón de AAV9-TERT y los controles con AAV9-solo. Los resultados muestran que una alta dosis del AAV9-TERT se dirigió al compartimiento de la medula ósea, incluyendo las células madre hematopoyéticas. Se evidencio un rescate de las células de la medula ósea posterior al desgaste de los telómeros, luego del tratamiento con AVV9-TERT, dando como resultado una mayor supervivencia de los ratones que recibieron el tratamiento comparados con los controles. Esta supervivencia se traduce en un aumento en el tamaño de los telómeros de la sangre periférica y las células de la medula ósea, así como un aumento en los recuentos sanguíneos. Estos resultados muestran que la terapia genética de la telomerasa es una alternativa terapéutica viable para la anemia aplásica provocada por el acortamiento de los telómeros (6).

Experiencias clínicas con el vector

La biología del vector AAV ha sido extensamente estudiado desde el descubrimiento del primer satélite en la década de 1960. La potencial aplicación de AAV recombinante como vector para la transferencia de genes se verá incrementada para las próximas tres décadas. Una vasta cantidad de estudios base se han llevado a cabo con el AAV serotipo 2, que es la cepa mas prevalente en la población humana, dando como resultado información sobre uso de receptores, rutas de infección, tropismo tisular, antigenicidad, perfiles inmunes y persistencia del vector AAV2 en una gran variedad de modelos animales (7).

Dentro de las experiencias clínicas del vector se incluyen el uso en terapias genética para enfermedades como Hemofilia A y B, fibrosis quística, artritis reumatoidea, amaurosis congénita de Leber, degeneración macular relacionada con la edad, y enfermedades neurodegenerativas como parkingson, Batten y Canavan. Cabe resaltar los resultados exitosos del ensayo clínico fase I para amaurosis congénita de Leber, en donde se ha reportado más de 40 pacientes tratados con el vector AAV2 con una versión correctiva del gen RPE65. Otros ensayos clínicos reportan un éxito parcial, teniendo en cuenta los desafíos instrumentales como inmunidad humoral preexistente, toxicidad dosis-dependiente del vector y respuesta inmune frente al vector el producto transgénico (7).

En cuanto a la experiencia en ensayos clínicos con AAV en hemofilia A, se trató a 9 hombres con hemofilia A severa haciendo un escalamiento de dosis del vector que contenía gen para tratar la enfermedad (AAV5-hFVIII-SQ) estos pacientes fueron seguidos por 52 semanas, y los resultados observados con respecto a vector, muestran que este es seguro, no se evidencio una respuesta específica para los péptidos de la cápside, ni se evidencio presencia de inhibidores de factor VIII que era la sustancia que se quería generar de manera endógena. A su vez se observó que luego de las 52 semana de estudio, post infusión con el vector, el DNA del vector no se encontraba presente en los espermatozoides, lo cual descarta que se de una modificación inadvertida de la línea germinal (8).

Para la enfermedad de hemofilia B, se diseñó un vector AAV con la secuencia promotora del factor IX específica del hígado (AAV-Spark100), el cual fue transfundido a 10 hombres con un cuadro severo de la enfermedad. Nuevamente se observa que no hay una respuesta inmune específica para el vector ni la secuencia recombinante, y a su vez que el ADN del vector es eliminado de las células tiempo después de única dosis recibida, lo cual demuestra nuevamente la seguridad del vector (9).

El estudio clínico para la amaurosis congénita de Leber se incluyeron inicialmente 9 pacientes, los cuales fueron tuvieron una única inyección intra-retinal con el vector AVV2 o con el AAV4 y la secuencia ya mencionada del gen y el promotor RPE65 y fueron seguidos por un periodo de un año. Se observó de igual manera como en los otros estudios reportados, que los pacientes no presentaron efectos deletéreos, como inflamación crónica o desprendimiento de la retina, ni anormalidades corioretinianas ni cataratas. Así mismo se determinó el alto tropismo tisular de la terapia, encontrándose el vector en las secreciones nasales. Nuevamente se establece que el vector es seguro para su uso en terapia genética (10).

En el campo de las enfermedades neurodegenerativas, AAV2 para la transferencia de del gen GAD fue usado inicialmente en 12 pacientes con enfermedad de parkinson avanzada. Los pacientes recibieron una única dosis en el núcleo subtalámico y fueron seguidos por un año, no se encontraron eventos adversos relacionado con el vector o la terapia genética en sí (11). En una siguiente etapa, se estudió con esta misma terapia en 22 pacientes más, mediante la administración por cirugía esterotáxica  de igual manera se demostró la seguridad del vector y la eficacia en la transferencia genética, mostrando excelentes resultados (12).

Lo que se vislumbra con la información recopilada es la seguridad del vector, lo cual nos permite tener un amplio margen de confianza en el uso de este para la trasferencia de hTERT en los pacientes con Alzheimer, siendo esta una oportunidad única para generar información precisa que permita establecer esta terapia genética como una solución palpable ante un problema global que va en miras de aumentar cada vez más.

Potenciales riesgos y beneficios

Los riesgos esperados son mínimos, de acuerdo con lo reportado en los estudios preclínicos y en los usos clínicos del vector. Se espera posibles incomodidades y molestias asociados directamente a la administración del producto de investigación, que pueden ser minimizados al máximo por medio del entrenamiento al personal que administra el producto, y la educación e información al paciente y su cuidador sobre los cuidados posteriores a la dosis. Se ha determinado según los reportes de estudios preclínicos que la terapia génica de telomerasa no genera cáncer, y se garantiza un monitoreo constante sobre los pacientes que participen en el estudio.  Los beneficios por otro lado son una alta probabilidad de mejoría con respecto al estado basal del paciente con EA, en cuanto a su deterioro cognitivo y demás síntomas de la enfermedad. A su vez se espera que la salud a nivel general del paciente mejore, debido a que esta terapia tiene un efecto a nivel global del organismo.

Selección de dosis

La selección de la dosis fue basada en las experiencias preclínicas, esta será de aproximadamente ente 1 a 5x1013 partículas virales/ ml. Esta dosis se espera que no se presente toxicidad de acuerdo con los resultados obtenidos en los modelos animales.

Fundamento del estudio

Una característica clave de EA es la disminución en la función cognitiva. Se observa unan notable pérdida de memoria, dificultad para concentrarse y pensar, y cambios en la personalidad y el comportamiento (1). El desarrollo de la demencia se correlaciona con el envejecimiento. A medida que uno envejece las estructuras llamadas telómeros se acortan. Cada vez más datos muestran que los telómeros han estado involucrados en el proceso de neurodegeneración y enfermedades relacionadas con la demencia (5, 13, 14). La longitud del telómero se ha asociado con deterioro cognitivo y podría servir como un biomarcador para determinar el envejecimiento cognitivo (15, 16, 17). Se ha demostrado que el acortamiento de los telómeros se ha asociado con deterioro cognitivo, patología amiloide e hiperfosforilación de tau en la EA y juega un papel importante en la patogénesis de la EA a través del mecanismo del estrés oxidativo y la inflamación. La investigación sugiere que el control de la longitud de los telómeros tiene el potencial de tratar muchas enfermedades neurodegenerativas relacionadas con el envejecimiento, incluida la enfermedad de Alzheimer.

Actualmente no hay ninguna alternativa terapéutica disponible para los pacientes con EA, siendo esta la única posibilidad tangible y con una alta probabilidad de éxito, según los reportes preclínicos, además con riesgos mínimos evidenciados y esperados. 

Objetivos Principales del Estudio

  • Evaluar la seguridad y tolerabilidad de AVV-hTERT administrado vía intravenosa e intratecal en pacientes con Alzheimer.
  • Evaluar el cambio en el estado basal de los pacientes mediante la Escala de la Evaluación de la Enfermedad de Alzheimer y la Subescala Cognitiva (ADAS-Cog).

Objetivos secundarios del Estudio

  • Determinar cambios en el estado basal en los parámetros de actividad de AAV-hTERT luego de una única dosis de la terapia.

  • Evaluar el cambio basal en la Escala para la valoración clínica de la demencia CDR.

Generalidades del estudio

Se trata de un ensayo clínico en único centro, abierto, en donde se evaluará la seguridad, eficacia y actividad del AAV-Htert administrado por vía Intratecal (IT) (Tratamiento A) o vía intravenosa (IV) (tratamiento B). Se realizará una evaluación de la actividad de la terapia AAV-Htert para establecer una dosis proporcional, además de recopilar información sobre la seguridad de los pacientes, así como cambios en el estado basal de la EA. Se incluirán sujetos entre los 40 y 100 años inclusive quienes recibirán uno de los dos tratamientos al inicio del estudio. Los sujetos se evaluarán clínicamente por un año, asistirán a 10 visitas en total incluida la visita de tamizaje y serán evaluados de manera posterior después de finalizar el estudio, mediante chequeos anuales de seguridad para evidenciar eventos adversos tardíos.