La terapia génica para la AME EXG001-307 prolonga la supervivencia de ratones modelo mediante la regulación de la expresión y la administración en el líquido cefalorraquídeo
Regulación conjunta de la expresión de SMN y el lugar de administración
El candidato a terapia génica para la atrofia muscular espinal (AME) EXG001-307 mejoró la supervivencia y la función motora de forma dependiente de la dosis en ratones neonatos modelo de AME. La mediana de supervivencia del grupo con la dosis más alta probada fue de 373 días, frente a 15 días en el grupo de control con vehículo. Este estudio preclínico, publicado en Molecular Therapy, apunta al potencial de ajustar conjuntamente los niveles de expresión en cada tejido y la vía de administración, en lugar de limitarse a aumentar la expresión del gen terapéutico.
Las terapias génicas existentes para la AME han mostrado beneficios clínicos, pero también se han notificado problemas de seguridad, como hepatotoxicidad. Los investigadores se centraron no solo en la cantidad de vector viral, sino también en la expresión excesiva de la proteína SMN producida por el gen transferido. EXG001-307 combina, en un vector de virus adenoasociado de serotipo 9 (AAV9), un promotor de sinapsina 1 humana (hSyn1) y un potenciador de CMV como elementos reguladores de la expresión génica. El objetivo de diseño era conseguir la expresión necesaria en el sistema nervioso central y, a la vez, reducir la expresión excesiva en los tejidos periféricos.
Un candidato con mayor expresión no siempre fue ventajoso
Los investigadores compararon varias construcciones génicas en ratones SMNΔ7 y utilizaron la supervivencia como principal criterio de selección. EXG001-340, que incorpora optimización de codones en el gen SMN de EXG001-307 para aumentar la expresión, alcanzó una mediana de supervivencia de 205 días con una dosis intravenosa de 2 × 10¹⁴ vg/kg, superior a los 35 días de EXG001-307. La unidad vg indica el número de genomas vectoriales.
Sin embargo, con 4 × 10¹⁴ vg/kg, la mediana de supervivencia con EXG001-340 descendió a 29,5 días, mientras que con EXG001-307 fue de 191 días. Los investigadores interpretaron este resultado como un indicio que respalda la posibilidad de que una expresión excesiva de SMN sea perjudicial. No obstante, no realizaron una evaluación exhaustiva de necropsia e histopatología en el grupo de dosis alta de EXG001-340, por lo que no se determinó la causa de la muerte temprana ni un intervalo seguro de expresión.
Los estudios de eficacia en ratones y de toxicidad en primates deben considerarse por separado
En el estudio de búsqueda de dosis, ratones modelo de AME recibieron una única inyección intracerebroventricular de EXG001-307, en una de cuatro dosis, el día 1 posnatal. La mediana de supervivencia fue de 23 días con la dosis más baja, 2 × 10¹⁰ vg por ratón, y de 373 días con la más alta, 2 × 10¹¹ vg por ratón; la supervivencia máxima fue de 501 días. También mejoraron el aumento de peso, el reflejo de enderezamiento y la capacidad de locomoción.
En una comparación separada de las vías de administración, la administración intracerebroventricular dio resultados más favorables que la intravenosa. Sin embargo, en la comparación se reutilizaron datos de supervivencia de otro experimento y las dosis también diferían, por lo que resulta difícil atribuir la diferencia exclusivamente a la vía.
En los estudios de seguridad en ratas y monos cangrejeros juveniles se utilizó la administración intratecal lumbar, prevista para el desarrollo clínico. Tanto la administración intracerebroventricular como la intratecal lumbar llevan el vector al líquido cefalorraquídeo, pero el lugar de inyección es distinto. Además, la administración en el líquido cefalorraquídeo no limita el vector al cerebro y la médula espinal. En los monos también se detectaron genomas vectoriales en tejidos periféricos, como el hígado y el corazón.
Hallazgos anormales transitorios y límites de la evidencia clínica
En las ratas, tras 16 semanas de observación no se identificaron lesiones relacionadas con el tratamiento en la médula espinal ni en los ganglios de la raíz dorsal. En el estudio de toxicidad realizado en 32 monos se observaron, en la semana 4, lesiones mínimas o leves en los ganglios de la raíz dorsal (GRD), donde se agrupan los cuerpos celulares de las neuronas sensoriales. También hubo hallazgos similares en los animales de control, aunque en algunos animales del grupo de dosis alta el grado de axonopatía fue algo mayor. En la necropsia de la semana 26, esas lesiones habían desaparecido.
En un mono del grupo de dosis alta, las enzimas hepáticas AST y ALT aumentaron transitoriamente el día 15 después de la administración hasta 7,96 y 2,6 veces sus respectivos valores basales, y se recuperaron el día 27. Por tanto, no sería correcto afirmar que no hubo elevación de enzimas hepáticas ni lesiones en los GRD. A partir de la evaluación global, los investigadores consideraron que la dosis más alta probada era el nivel sin efectos adversos observados (NOAEL).
El artículo indica que ya se había administrado el tratamiento a tres pacientes en un ensayo clínico iniciado por investigadores (NCT06888661). Sin embargo, no presenta características detalladas de los pacientes, variables de evaluación ni resultados del seguimiento, por lo que no es posible valorar la eficacia en seres humanos ni la superioridad frente a los tratamientos existentes. El estudio en monos tampoco comparó directamente el candidato con un vector de control basado en el diseño de un tratamiento existente. Algunos autores declararon participaciones accionariales en la empresa desarrolladora o relaciones de empleo con ella, así como intereses relacionados con patentes pertinentes.
El diseño y los resultados del estudio pueden consultarse en el artículo completo y en el registro bibliográfico y del resumen.
Spinal muscular atrophy (SMA) is a severe neurogenetic disorder and the leading inherited cause of infant mortality. Although the available gene therapy has shown substantial efficacy in treating SMA, safety concerns, including hepatotoxicity underscore the need for optimization. In this study, our findings challenge the prevailing "more-is-better" paradigm, demonstrating that both insufficient and excessive transgene expression are suboptimal. To maximize therapeutic benefit while minimizing risk, we extensively optimized the expression cassette in AAV-based constructs and selected EXG001-307, an intra-CSF delivered AAV9 gene therapy engineered for tissue-selective and quantitatively controlled SMN expression . Comparative studies demonstrated that intra-CSF administered EXG001-307 may offer improved efficacy and safety relative to the other candidates. In subsequent IND-enabling studies, EXG001-307 demonstrated dose-dependent improvements in survival, body weight gain, and motor function in SMA model mice. Safety evaluations in rats and juvenile nonhuman primates further confirmed a favorable safety profile, with no evidence of systemic toxicity or sustained DRG pathology. Analyses in vector genome biodistribution and transgene expression revealed robust CNS transduction consistent with therapeutic benefit. These findings support clinical translation of EXG001-307 and highlight the importance of vector genome engineering and targeted delivery for safe and effective gene therapies.
Este estudio aporta evidencia de que, al evaluar candidatos a terapia génica para la AME, deben considerarse conjuntamente la dosis del vector, la intensidad de la expresión génica y la distribución en los tejidos. La variante con expresión aumentada fue ventajosa con una dosis baja y desfavorable con una dosis alta, lo que muestra la dificultad de seleccionar candidatos basándose únicamente en el aumento de la expresión. Sin embargo, es necesario investigar más el mecanismo concreto por el que la sobreexpresión pudo causar la muerte temprana y el intervalo seguro de expresión. La mejora de la supervivencia y la función motora en ratones, junto con las evaluaciones de toxicidad y distribución en monos, respalda el desarrollo clínico, pero no demuestra la seguridad a largo plazo en pacientes ni una ventaja frente a los tratamientos existentes. Los próximos estudios clínicos deberán evaluar tanto la eficacia como la seguridad hepática y del sistema nervioso sensorial tras la administración intratecal lumbar.