AAV-basierte Gentherapie vermittelt RNA-Bearbeitung als Therapie für C9ORF72-ALS

• Antragsteller: Professor Federico Calegari, Ph.D.; Professor Dr. Jared Sterneckert
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439471769

Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine verheerende neurodegenerative Erkrankung, die durch den fortschreitenden Verlust von oberen und unteren Motoneuronen (MNs) gekennzeichnet ist. Da die Zahl der älteren Europäer steigt, wird erwartet, dass die Zahl der ALS-Fälle deutlich ansteigen wird. Neue Therapeutika werden dringend benötigt. Die Entwicklung effektiver Therapien für ALS war jedoch schwierig, da die Pathogenese lange vor der Diagnose von Patienten beginnt, sich die ALS-Pathogenese im Laufe der Zeit ändert und die Humangenetik vermuten lässt, dass ALS eine Sammlung von Krankheitssubtypen ist, was darauf hindeutet, dass eine personalisierte Medizin notwendig sein könnte. Die häufigste bekannte genetische Ursache von ALS ist eine GGGGGCC (G4C2) Hexanucleotid Repeat Expansion (HRE) innerhalb des ersten Introns des Gens C9ORF72. Darüber hinaus ist HRE in C9ORF72 die häufigste Ursache für frontotemporale Demenz. Daher würden speziell gegen HRE entwickelte Therapeutika einer großen Anzahl von Patienten zugute kommen. Obwohl Antisense-Oligonukleotide (ASOs) die am aktivsten untersuchte Therapiestrategie für C9ORF72-ALS sind, zielen ASOs nur auf einen RNA-Strang - typischerweise auf den Sense-Strang - und verlassen das Antisense-RNA-Transkript, das die ALS-Pathologie induziert umgeändert. Außerdem müssen ASOs alle vier Wochen durch intrathekale Injektion verabreicht werden. Dies ist sehr invasiv und kann bei ALS-Patienten eine technische Herausforderung darstellen. Außerdem wurden ASOs mit Toxizität in Verbindung gebracht, einschließlich entzündlicher Wirkungen, Nephrotoxizität und Thrombozytopenie. Gentherapeutika mit adeno-assoziiertem Virus (AAV) haben in der präklinischen und klinischen Prüfung von MN-Erkrankungen ein enormes Potenzial gezeigt. Eine einzige Verabreichung von AAV an das ZNS zeigte über 250 Tage später therapeutische Effekte bei Mäusen. Hier schlagen wir vor, einen AAV-Therapievektor zu entwickeln, der gleichzeitig sowohl das Sense- als auch das Antisense-HRE-haltige RNA-Transkript über einen langen Zeitraum und nach nur einer einzigen Injektion löscht. Wir werden diesen Vektor mit humanen MNs entwickeln, die sich von induzierten pluripotenten Stammzellen differenzieren. Ein Mausmodell wird verwendet, um die Wirksamkeit in vivo zu bewerten, und wir werden insbesondere die Wirksamkeit der Verabreichung vor Beginn der Symptome testen, von denen wir glauben, dass wann die MN-Degeneration am besten verhindert werden kann. Das DPR-Protein polyGP, das bereits als Biomarker C9ORF72-ALS in der Liquorflüssigkeit des Patienten vielversprechend ist, werden durch ELISAs zur Überwachung des Target-Engagements in unseren Experimenten eingesetzt und mit der Wirksamkeit korreliert. Da AAV nun klinisch für eine MN-Erkrankung zugelassen ist und mehrere Unternehmen AAV-Vektoren unter GMP-Bedingungen produzieren, konnten unsere neuen AAV-Vektoren schnell in klinische Studien umgesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen