관절에 직접적으로 약물을 전달하는 유전자

관절염에 대한 설명

대부분의 형태의 관절염은 치료할 수 없고, 치료하기 어렵고, 서구 국가들에서 장애의 주요 원인입니다. 관절염의 더 나은 국소 치료는 지속적이고 치료적인 농도로 관절에 약물을 전달하는 것을 매우 어렵게 만드는 관절의 약동학에 의해 손상됩니다. 이것은 특히 단백질과 RNA와 같은 생물학적 약물에 해당되는데, 그들 중 많은 수가 임상 전 연구에서 큰 가능성을 보여준다. 유전자 전이는 이러한 한계를 극복하기 위한 전략을 제공합니다. 기본 개념은 관절 내 직접 주입에 의해 치료 제품을 암호화하는 cDNA를 전달하여 관절 내에서 유전자 생성물의 지속적이고 내인성 합성을 유도하는 것입니다. 여러 다른 동물 모델에서 다양한 벡터, 유전자 및 세포를 사용하여 생체 내 및 생체 외 유전자 전달에 대한 개념 증명이 달성되었다. 레트로바이러스 벡터를 생체 외 유전자 전달에 사용하고, 아데노 관련 바이러스(AAV)를 생체 내 전달에 사용하는 류머티즘 관절염(RA) 및 골관절염(OA)에 대한 임상 시험은 소수 있었습니다. AAV는 다른 바이러스 벡터와 달리 관절 연골 깊숙이 침투하여 연골 세포를 이식할 수 있기 때문에 특히 흥미롭습니다. 이 특성은 연골세포 대사의 변화가 질병의 병태 생리학에 근본적인 것으로 생각되는 OA에서 특히 중요합니다. 한국 당국은 최근 세계 최초의 관절염 유전자 치료법을 승인했습니다. 이것은 형질전환 성장인자-β1 cDNA를 운반하는 레트로바이러스와 함께 도입된 동종 연골세포의 주입에 의해 OA를 표적으로 합니다. 3단계 연구는 곧 미국에서 시작될 예정입니다. 하나는 인터페론-β를 전달하여 RA를 표적으로 하고, 다른 하나는 인터류킨-1 수용체 길항제를 전달하여 OA를 표적으로 합니다. 따라서 이 분야는 탄력을 받고 있으며 이러한 일반적이고 쇠약한 질병의 치료를 개선할 것을 약속합니다.

관절의 장애 치료방법

관절은 100가지 이상의 다른 형태의 관절염을 따르는 운동 기관입니다. 관절의 장애는 거의 치명적이지 않지만, 매우 흔하고, 종종 만성적이며, 종종 상당한 고통, 장애, 경제적 손실의 원인이 됩니다. 관절염의 가장 흔한 형태인 골관절염(OA)은 2005년에 거의 2,700만 명의 미국인에게 영향을 미쳤으며, 경제적 부담은 연간 1,860억 달러를 넘습니다. 게다가, OA의 두 가지 주요 위험 요소인 나이와 체중 지수가 사회에서 증가함에 따라 OA의 유병률이 증가하고 있다. 질병관리센터에 따르면 미국에서 장애의 가장 흔한 원인은 관절염이며, 그다음으로 허리 문제와 심장 문제가 있습니다. 관절염의 다른 일반적인 형태로는 류머티즘 관절염, 건선성 관절염, 통풍이 있습니다. 다양한 관절염은 2020년까지 6천3백만 명의 미국인에게 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 거의 모든 형태의 관절염은 치료가 불가능하며 대부분 치료가 어렵습니다. 본 검토에서 설명한 바와 같이, 관절 내 주입에 의한 병든 관절에 대한 국소 유전자 전달은 관절염 치료를 개선하는 수단으로써 유망합니다. 본 연구는 최근의 동향, 특히 번역, 임상시험, 임상 제품 개발에 초점을 맞추고 있으며, 그중 첫 번째 연구는 국내에서 승인된 지 얼마 되지 않았습니다. 무릎과 특정 다른 관절들은 충격 흡수제 역할을 하고 관절 전체에 하중을 분배하는 것을 돕는 메니스시라고 불리는 추가적인 연골 형성 구조를 포함합니다. 이들은 부상을 통해 자주 손상되지만 무릎의 수막의 바깥쪽 3분의 1만 혈관이 형성되어 치유가 가능하다. 비교적 최근까지 손상된 뇌막은 외과적으로 제거되었습니다. 이것은 단기적으로 통증, 붓기, 잠김을 완화시켰지만, 관절은 외상 후 OA에 걸리기 쉽습니다. 현재의 관행은 가능한 한 많은 원래의 뇌막 조직을 보존하는 것을 목표로 합니다. 특정 관절은 전방 십자 인대(ACL)와 같은 관절 내 인대와 무릎의 슬개골 힘줄과 같은 힘줄을 가지고 있습니다. 특히, ACL은 부상의 결과로 자주 찢어지며 자발적으로 복구되지 않습니다. ACL의 파열은 종종 외상 후 OA로 이어집니다. 무릎에는 또한 OA 및 비만과의 연관성과 관련하여 증가된 관심을 받고 있는 대형 슬개골 내 지방 패드가 있습니다. 대부분의 체강과는 달리, 관절 공간은 기저막으로 둘러싸여 있지 않습니다. 대신에, 주변의 결합 조직 캡슐은 해부학적으로 활막 또는 활막으로 식별된 구조와 병합됩니다. 이러한 콜라겐 구조는 역사적으로 A형 시노비오 세포로 알려진 대식세포와 섬유아세포(B형 시노비오 세포)를 모두 포함합니다. 최근 보고에 따르면 시노븀 내에 중간엽 전구 세포가 존재한다고 합니다. 풍부한 아교막 모세혈관과 림프관이 지역을 공급합니다. 정상적인 관절에는 소량의 활액이 들어 있는데, 이는 활액 섬유아세포가 윤활제로서 히알루론산과 윤활유를 분비하는 장막으로 된 활액 모세혈관과 활액간막을 통해 관절로 들어가는 투석액입니다. 다양한 형태의 관절염에 공통적인 주요 병리학은 활액 염증(활액염), 활액의 부피와 세포성 증가(침출), 연골의 파괴(퇴화), 연골하골의 변화를 포함합니다. 이는 관절염의 주요 임상 증상인 통증을 유발합니다. 유전자 치료의 많은 치료 노력은 항염증성이 있거나 연골의 파괴를 억제하거나 복구 연골의 합성을 촉진하는 관절 제품을 전달하는 데 전념해 왔습니다.

관절염 유전자 치료

첫 번째 임상 시험은 자가 활막 섬유아세포를 사용하여 IL1RN의 생체 외, 레트로바이러스 전달을 포함했습니다. 이 1단계 연구는 RA가 있는 9개 피험자의 중족골 관절을 대상으로 했습니다. 독일에서 실시된 유사한 연구에서는 두 개의 피험자에게 이러한 방식으로 투여했습니다. 이 데이터는 생물학적으로 활성화된 트랜스젠더 생성물의 관절 내 발현으로 이 방법의 안전성과 실현 가능성을 확인했지만, 이 접근법은 피험자가 백혈병이 발병한 관련이 없는 임상시험에서 동일한 골격(MFG)을 가진 레트로바이러스를 사용한 후 포기되었습니다. 또한 확장된 자가 활막 섬유아세포를 사용하는 생체 외 프로토콜은 매우 비용이 많이 들고 지루하며 시간이 많이 소요되는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 이유들과 다른 이유들로, IL1RN cDNA의 in vivo 전달을 허용하는 AAV 벡터로 변경하기로 결정되었습니다. 이 기간 동안 유전자 치료만큼 논란이 많은 시술에 대한 임상적 표적으로서의 매력을 감소시킨 RA의 치료를 위해 인플릭시맙과 에타네르셉트를 포함한 강력한 신약이 소개되었습니다. 이러한 이유로, 환자 수와 충족되지 않은 임상적 필요성이 상당히 큰 OA를 목표 지표로 전환했습니다. IL-1의 생물학적 특성은 이것이 OA에서 좋은 치료 대상이 되어야 한다고 제안했고, OA의 동물 모델에 대한 전임상 실험은 이를 증명했습니다. 이들 중 첫 번째는 자가 활막 섬유아세포를 사용하여 인간 IL-1Ra의 생체외 전이가 질병의 초기 단계 동안 연골을 퇴화로부터 보호하는 개, ACL-절편 모델을 사용했습니다. 이러한 보호 효과는 2주 후 트랜스젠 발현이 손실되었기 때문에 지속되지 않았습니다. 재조합 아데노바이러스를 사용하여 생체 내에서 전달된 IL-1Ra의 효능은 OA의 말 모델에서 후속적으로 확인되었습니다. IL-1Ra 유전자 치료의 안전성은 쥐의 조혈모세포를 통해 IL-1Ra가 평생 체계적으로 발현된 초기 연구에 의해 제안되었습니다. 광범위한 약리학 및 독물학 테스트에 따라 CMV 프로모터의 전사 제어 하에 코돈 최적화 인간 IL1RN cDNA를 포함하는 자가 보완 AAV 벡터인 혈청형 2.5가 2015년 말 성공적인 IND 적용 대상이 되었습니다. 이 용량 증가 임상 연구는 무릎 관절 OA를 가진 9명의 피험자를 포함할 것이며 1년 동안 추적될 것입니다. 사람 관절에 AAV를 처음 적용한 결과, 에타네르셉트를 암호화하는 cDNA가 RA 환자의 관절에 전달되었습니다. 에타네르셉트(Etanercept)는 2개의 TNF 수용성 수용체(p75)와 IgG1(101)의 Fc 도메인을 결합한 재조합형 융합 단백질입니다. TNF의 작용을 차단하여 환자의 약 30~40%에서 극적인 임상 개선을 일으킵니다. 엔브렐(Enbrel)이라는 약으로 판매되는 재조합 단백질은 2주마다 근육 내 자가 주사를 통해 전달되며, 2016년 3번째로 많이 팔린 약입니다. 에탄수용체로 RA를 체계적으로 치료하는 데 성공했음에도 불구하고, 이 약물을 투여한 후 이 다관절 질환에 증상이 있는 관절이 남아 있는 경우가 많습니다. 이에 대응하여 AAV2는 에탄 수용체 cDNA를 이러한 관절에 전달하는 데 사용되었는데, 아마도 불충분한 에탄 수용체가 전신 순환에서 이들 관절에 들어온 것으로 추정됩니다. cDNA 인코딩 에타네셉트가 너무 커서 자체 보완 바이러스를 사용할 수 없습니다. 14명의 RA 환자와 1명의 강직성 척추염 환자를 대상으로 한 1단계 연구는 임상 반응의 일부 증거와 함께 무사히 진행되었습니다. 그러나 127명의 피험자를 대상으로 한 2단계 실험 중 사망했습니다. 이 사건에 대한 자세한 내용은 광범위하게 기술되어 있습니다. 조사는 규제업무인증원과 식품의약품안전청이 진행했고, 이후 프로토콜과 동의서를 일부 경미하게 변경해 재판을 계속할 수 있도록 했습니다. 이 프로토콜의 후속 개발은 없었습니다. RA의 유전자 치료를 위한 최근의 실험에서 AAV5는 IFN-β cDNA를 증상이 있는 관절에 전달하는 데 사용될 것입니다. 벡터는 자기 보완적이며, 트랜스젠더는 NF-γB 반응 요소의 전사 제어 하에 있으므로, 발현은 플레어에 의해 유도되어야 하며 염증이 가라앉을 때 낮은 수준으로 유지되어야 합니다. 광범위한 테스트를 통해 이 구조물의 안전성이 확인되었으며, 임상시험에서 환자 모집이 시작되었습니다. 오직 하나의 관절염 유전자 치료 프로토콜만이 3상 시험에 진출했습니다. 이것은 다지증을 가진 유아로부터 파생된 연골 세포의 확립된 라인을 사용하는 생체 외 프로토콜입니다. 이 세포들 중 한 줄은 CMV 프로모터의 제어 하에 TGF-β1 cDNA를 운반하는 레트로바이러스로 도입되었습니다. TGF-β1 레트로바이러스의 여러 복사본을 가진 세포는 주입 전에 세포 분열을 방지하지만 높은 수준의 TGF-β1의 지속적인 합성과 분비를 허용하는 용량으로 조사되었습니다.