Terapia regeneracyjna obrzęku limfatycznego z finansowaniem ARPA-H wartym 18 mln dolarów

Zespół badaczy kierowany przez bioinżyniera Omida Veiseha z Rice University otrzymał finansowanie federalne w wysokości do 18,2 mln dolarów od Advanced Research Projects Agency for Health (ARPA-H). Środki zostaną przeznaczone na opracowanie pierwszej w swoim rodzaju terapii regeneracyjnej, której celem jest odbudowa uszkodzonych naczyń limfatycznych i potencjalne wyleczenie obrzęku limfatycznego – choroby dotykającej ponad 10 milionów mieszkańców Stanów Zjednoczonych.

Finansowanie wspiera realizację programu agencji o nazwie Groundbreaking Lymphatic Interventions and Drug Exploration (GLIDE), którym kieruje dr Kimberley Steele, menedżer programu w ARPA-H. Jak podano na stronie programu, jego celem jest rozwój medycyny limfatycznej, pogłębienie wiedzy o roli dysfunkcji układu limfatycznego w patogenezie chorób oraz opracowanie skutecznych, przystępnych cenowo i szeroko dostępnych metod leczenia.

„Jako chirurg byłam szkolona, aby naprawiać to, co mogę zobaczyć – ale nigdy nie uczono mnie o jednym systemie, który łączy wszystko. Jako rodzic dziecka z chorobą rzadką doświadczyłam bólu obserwowania cierpienia bliskiej osoby, gdy medycyna nie ma odpowiedzi. Teraz, jako menedżer programu w ARPA-H, mogę pomóc zmienić tę historię dla milionów rodzin” – powiedziała Steele w komunikacie prasowym agencji.

Amy Dittmar, Howard R. Hughes Provost oraz wiceprezes wykonawcza ds. akademickich w Rice University, podkreśliła znaczenie współpracy między nauką podstawową a zastosowaniami klinicznymi.

„Postęp w ochronie zdrowia wymaga nie tylko odkryć naukowych, ale również współpracy, wytrwałości i gotowości do ponownego przemyślenia tego, co jest możliwe. Projekt ten pokazuje nasze zaangażowanie w łączenie badań podstawowych z realną ścieżką poprawy wyników leczenia pacjentów. Jesteśmy dumni, że możemy wspierać naukowców, którzy na nowo definiują przyszłość medycyny”.

Układ limfatyczny – kluczowy, ale często pomijany element fizjologii

Miliony osób w Stanach Zjednoczonych żyją z przewlekłymi i rzadkimi chorobami związanymi z zaburzeniami funkcjonowania układu limfatycznego – niezwykle ważnej, choć często niedocenianej sieci naczyń odpowiedzialnych za regulację gospodarki płynowej organizmu oraz funkcjonowanie układu odpornościowego.

Choroby układu limfatycznego mają charakter postępujący i w niektórych przypadkach mogą zagrażać życiu. Obecnie dostępne metody leczenia koncentrują się przede wszystkim na łagodzeniu objawów choroby. Obejmują one stosowanie odzieży uciskowej, manualny drenaż limfatyczny oraz inne metody fizjoterapii obrzęku. Do tej pory nie opracowano terapii zatwierdzonych przez regulatorów, które umożliwiałyby naprawę uszkodzonych naczyń limfatycznych lub przywrócenie ich prawidłowej funkcji.

Translacyjna infrastruktura badań i współpraca między instytucjami

Projekt badawczy korzysta z unikalnej infrastruktury translacyjnej, w której uczestniczą zarówno instytucje akademickie, jak i sektor biotechnologiczny. W inicjatywie biorą udział m.in. RBL LLC – studio tworzenia przedsiębiorstw biotechnologicznych specjalizujące się w szybkim rozwijaniu firm opartych na przełomowych technologiach medycznych – oraz Rice Biotech Launch Pad, akcelerator biotechnologiczny działający przy Rice University, którego celem jest przyspieszenie transferu wyników badań naukowych do praktyki klinicznej.

Kluczową rolę w rozwoju technologii i jej komercjalizacji odgrywa spółka SteerBio Inc. Firma jest kierowana przez Martę Fowler – dyrektor generalną i współzałożycielkę – we współpracy z Omidem Veisehem, pełniącym funkcję współzałożyciela naukowego.

W projekt zaangażowani są również klinicyści: dr Edward Chang z Department of Plastic Surgery w The University of Texas MD Anderson Cancer Center oraz dr Ionela Iacobas, dyrektor medyczna Vascular Anomalies Center w Texas Children’s Hospital/Baylor College of Medicine.

Terapia ELIXIR – programowalna terapia regeneracyjna

Omid Veiseh i jego zespół opracowują nową programowalną terapię regeneracyjną nazwaną Eliminating Lymphatic Irregularities by Cross-disciplinary Intelligent Regulation (ELIXIR), której celem jest odbudowa uszkodzonych naczyń limfatycznych.

„Osoby dotknięte obrzękiem limfatycznym nie mają dziś innych możliwości niż dożywotnie leczenie objawowe” – powiedział Veiseh, profesor bioinżynierii w Rice University, stypendysta Cancer Prevention and Research Institute of Texas oraz dyrektor Rice Biotech Launch Pad. „Naszym celem jest zmiana tej sytuacji poprzez opracowanie jednorazowej terapii iniekcyjnej, która będzie działała na przyczynę choroby”.

Mechanizm działania terapii

Proponowane leczenie polega na minimalnie inwazyjnym, podskórnym podaniu zmodyfikowanych komórek ludzkiego nabłonka barwnikowego siatkówki (retinal pigment epithelial cells). Komórki te są już zatwierdzone przez U.S. Food and Drug Administration do stosowania w leczeniu chorób zwyrodnieniowych oka.

Komórki zostaną zamknięte w ochronnym hydrożelu, który zabezpiecza je przed odpowiedzią immunologiczną organizmu, a jednocześnie umożliwia ich prawidłowe funkcjonowanie. W komórkach znajdują się zaprojektowane obwody genetyczne zdolne do produkcji białek terapeutycznych stymulujących regenerację naczyń limfatycznych.

Aktywacja tych obwodów genetycznych jest możliwa wyłącznie po podaniu regulatorów w postaci małych cząsteczek chemicznych. Dzięki temu lekarze mogą kontrolować moment aktywacji terapii oraz ilość produkowanego białka terapeutycznego. Takie podejście umożliwia długotrwałe, miejscowe działanie terapeutyczne.

Planowana procedura ma mieć charakter jednorazowego zabiegu ambulatoryjnego, zamiast wieloletniej terapii podtrzymującej.

Obiecujące wyniki badań przedklinicznych

Wstępne badania przedkliniczne wykazały bardzo obiecujące wyniki. W modelach eksperymentalnych uzyskano:

• 100% odrost naczyń limfatycznych w kierunku prawidłowych węzłów chłonnych
• redukcję obrzęku o około 80%

Obecnie trwają dalsze badania w modelach dużych zwierząt.

„Skupiając się na strukturalnych uszkodzeniach powodujących obrzęk limfatyczny, terapia ma na celu przywrócenie prawidłowej funkcji układu limfatycznego, zamiast jedynie kontrolować obrzęk i jego powikłania” – podkreślił Veiseh.

Według badaczy projekt wpisuje się w ambitną wizję ARPA-H polegającą na leczeniu chorób u ich źródła. Opracowywana platforma może w przyszłości stać się skalowalną i stosunkowo niedrogą metodą leczenia, która zmieni standard opieki nad pacjentami z obrzękiem limfatycznym.

Możliwe zastosowania poza obrzękiem limfatycznym

Technologia ELIXIR może mieć znaczenie znacznie wykraczające poza leczenie obrzęku limfatycznego. Naukowcy wskazują, że platforma ta może stanowić dowód koncepcji dla nowej klasy programowalnych terapii komórkowych zdolnych do leczenia innych chorób strukturalnych oraz schorzeń związanych z zaburzeniami układu odpornościowego.

Obrzęk limfatyczny może rozwijać się zarówno na tle uwarunkowań genetycznych, jak i jako powikłanie leczenia onkologicznego, szczególnie po zabiegach chirurgicznych i radioterapii. Pacjenci często doświadczają przewlekłego obrzęku, pogrubienia tkanek, nawracających infekcji oraz ograniczenia ruchomości kończyn.

Koszty opieki nad pacjentami z obrzękiem limfatycznym sięgają w Stanach Zjednoczonych miliardów dolarów rocznie.

Szacowany koszt jednorazowego leczenia z wykorzystaniem platformy ELIXIR ma wynosić od 5 000 do 10 000 dolarów na pacjenta, czyli mniej niż połowę obecnych rocznych kosztów leczenia objawowego.

Harmonogram badań klinicznych

W ciągu najbliższych pięciu lat zespół badawczy planuje przeprowadzić pełną ścieżkę rozwoju terapii – od badań przedklinicznych w modelach zwierzęcych do pierwszego badania klinicznego typu first-in-human oceniającego wykonalność i bezpieczeństwo terapii.

Kluczowymi punktami oceny sukcesu projektu będą:

• przywrócenie prawidłowej funkcji układu limfatycznego
• uzyskanie zgody na złożenie wniosku Investigational New Drug (IND) w U.S. Food and Drug Administration.

Finansowanie federalne będzie uzupełnione inwestycjami prywatnymi, które mają wesprzeć rozwój produkcji technologii, procesy regulacyjne oraz zwiększenie dostępności terapii dla pacjentów.

Zespół badawczy

W projekcie uczestniczy szeroki zespół interdyscyplinarny obejmujący specjalistów z zakresu bioinżynierii, biologii systemowej, chirurgii plastycznej oraz technologii biomedycznych.

Do współbadaczy należą m.in.:

• Oleg Igoshin – profesor bioinżynierii i biosciences w Rice University
• Ahmad Khalil – profesor biomedical engineering w Boston University
• dr Edward Fei Chang
• Ashleigh Francis – assistant professor w Department of Plastic Surgery, UT MD Anderson
• Jonathan Rivnay – Jerome B. Cohen Professor in Engineering w Northwestern University
• Susan Drapeau – bioengineering adjunct faculty w Rice University oraz senior principal w Dark Horse Consulting Group Inc.

Badania prowadzone w ramach projektu mogą otworzyć nowy rozdział w terapii chorób układu limfatycznego i przyczynić się do powstania nowej generacji programowalnych terapii regeneracyjnych.

Źródło: Rice University