網膜変性のための幹/前駆細胞ベースの移植:臨床試験のレビュー

RPCs

成熟した哺乳類の網膜は、毛様体上皮が網膜幹細胞ニッチであることが発見されるまで再生能力を欠いていると考えられていた54。 しかし、ヒトにおける色素性毛様体縁細胞の限られた増殖能力は、RDの治療におけるそれらの潜在的な使用を妨げます。 あるいは、Rpcは、視神経カップ55の内層に位置する神経前駆細胞(NPC)の一種である。 実験は、げっ歯類において、胎児由来および出生後由来のRpcが、いくつかの発生メーカー(例えば、nestin、Pax6、vimentin、Sox2、Ki−6 7、β−IIIチューブリンおよびdoublecortin5 6、5 7、5 8)を発現することを示し、それらが他の幹細胞と同様の増殖能力を有することを示唆している。 さらに重要なのは、ラットモデルの様々な妊娠期間または出生後の期間から単離されたRpcは、様々な網膜細胞型(例えば、網膜細胞型)に分化することができ、双極性ニューロン、桿体光受容体およびミュラーグリア細胞59、60)。 Rpcによって示される増殖および分化を含む特定の幹細胞特性は、RPC移植をRD治療のための有望な手段とする。

RPCベースの臨床試験の進歩

これまでの基礎研究では、ドナー細胞として使用される未熟な有糸分裂後のロッド前駆体がロッド光受容体に分化し、変性網膜に統合され、視覚機能61を改善することが示された。 これらの観察に基づいて、科学者たちはさらに、光受容体前駆細胞が分化しているときに妊娠14週から20週の間にヒト網膜から胎児組織由来のrpc(fRPCs)を分離しようとし、これらのfRPCsがRD治療のためのドナー細胞であり得ることを見出した62。 2015年6月、FRPCを用いた最初のFDA承認の第I相/IIa相臨床試験がKlassen et al.によって開始されました。 (NCT02320812)63. この研究では、RPを有する28人の患者の合計、および様々な用量を登録した(0。胎児組織由来のRpcの5-3百万)は、細胞懸濁液として硝子体腔に注入されました。 移植後十二ヶ月、治療緊急有害事象(TEAE)は、グレード-3TEAEに苦しんでいた患者を含む21人の患者で報告された;テスト目の平均最高補正視力(BCVA)の改善は、多くの臨床的意義なしに8から14文字まで変化した。 これらの結果は、依然として改善する必要があるhRPC移植の許容可能な安全性および忍容性を示した。 HRPCsの単回注射後のRP患者の視覚機能の変化を評価するために設計された後続の第Iib相試験は、登録を完了した(NCT03073733)64。 同様に、21人のRP被験者を登録する別のFDA承認第I/II相臨床試験(NCT02464436)は、ボストンとPhoenix65の二つの研究所で実施されました。 これは、RPを有する参加者が、治療の安全性、忍容性および有効性を評価するために、一方の眼にhRPC細胞の単一の網膜下注射を受けた用量漸増試験である。 この調査はまだ進行中であり、2021年7月に完了すると推定されています。 RPCベースの移植の治療効果を実証することを目指して、長期的な安全性と有効性を評価することは、この研究の主な目的です。 幸いなことに、アジアでは、劉ら。 網膜下注射を介した8人の進行RP患者におけるHRPC移植の実現可能性および長期的安全性を評価した(Chictr−TNRC−0 8 0 0 0 1 9 3)(図4)。 1)66. 移植後に観察された網膜瘢痕の徴候にもかかわらず(Fig. 1h、i)、免疫学的拒絶または腫瘍形成は、hRPC移植の長期的な安全性を示した24ヶ月のフォローアップ中に観察されませんでした。 改善された安全性に加えて、五眼におけるBCVAの有意な改善と三人の患者における瞳孔応答の網膜感受性の増加も移植後2と6ヶ月の間に観察され しかし、改善は12ヶ月間継続しなかった。 Hrpcの移植の確認されたbiosafetyそして実現可能性がRPCベースの移植療法によって視野修理のための確かな基礎を築いたので、次のステップはRDの患者のRPCの移植の長期有効性を改善することである。

図。 1: Colour fundus photographs and OCT images before and after retinal progenitor cell (RPC) transplantation for RP patients.

a–c Colour fundus photographs at baseline (a), 12 months after transplantation (b) and 24 months after transplantation (c). No retinal haemorrhage of oedema was observed after transplantation. d–f Foveal OCT images at baseline (d), 12 months after transplantation (e) and 24 months after transplantation (f). No macular oedema was observed after transplantation. g-iベースライン(g)および移植後(hおよびi)の注射部位の水平OCT画像。 この患者(h,i)では網膜はん痕が認められた。 注入されたRpcは移植後24ヶ月で消失した。 許可を得て複製したもの。 クリエイティブ-コモンズ表示4.0国際ライセンス。

Rpcの主な利点と欠点

RPCベースの移植の安全性と有効性は、一連の前臨床および臨床試験を通じて広く研究されています。 他の幹細胞と比較して、RPC移植が直面している主な問題は、Rpcs67の増殖能力が限られており、特定の標的細胞に分化する能力が制限されているため、十分なドナー細胞が不足している68。 これらの問題に対処するために、我々のグループは、インスリン様成長因子-1がその受容体に結合し、リン酸化を増加させることによってPI3K/AktおよびMAPK/Erk経路を刺激し、RPC増殖を加速することを見出した69。 最近では、我々はイガイ風の注射ヒドロゲルと網膜ニューロンに向かって分化し、Rpcs70の増殖を促進するためにRPCsを指示することができるその対応を合成 これらの研究は、Rpcの不足と限られた標的分化能力が解決される可能性があることを示唆している。 倫理的な問題を回避し、免疫拒絶反応および腫瘍形成のリスクが比較的低いなど、Rpcの優れた利点とともに、Rpcはさらなる臨床RD治療のためのドナー細胞の良好な供給源と考えられています。

Esc

Escは無限の増殖と様々な細胞型への多分化を示す71。 マウスEscから派生した神経前駆細胞は、Escがin vitroで特定の状況下で光受容体の系統に分化することができ、潜在的にRD治療のための無制限のソースであ

ESCベースの臨床試験の進歩

前臨床動物モデルは、Escが網膜細胞型の範囲に分化できることを示しており、いくつかの臨床試験は、RD73の治療のためのESC移植の有効性と安全性を実証した。 2011年4月、Schwartz et al. 低用量のhESC−Rpes(NCT0 1 3 4 5 0 0 6およびNCT0 1 3 4 4 9 9 3)の網膜下移植を含む第I/II相試験を開始するために、FDAから最初の認可を受けた(図1 0A)。 2)74. この研究では、Stargardt黄斑ジストロフィー(SMD)の参加者と乾燥AMDの参加者が登録されました。 移植後四ヶ月、視力はSMD患者で0から5に、乾燥AMD患者で21から28に改善し、ESCベースの移植療法の有効性を示唆している。 また、観察期間中に有害な増殖または拒絶反応が検出されなかったことも奨励されている。 HESC-RPE移植の安全性が実証されていたので、その後の研究では、三つの用量コホート(50,000、100,000および150,000細胞)が九つのSMD参加者および九つの乾燥AMD参加者75に移植された。 Ten治療された眼および視力関連の生活の質測定におけるBCVAは、移植後22ヶ月で改善され、重篤な全身性または眼の有害反応の証拠はなかった。 これらの結果は,hesc-RpesがR d治療のためのドナー細胞であり得ることを支持した。 これらの結果に励まされて、2011年11月に、より高用量のhESC-RPE細胞を用いたhRPE-ESC移植のより包括的な調査が英国で実施された(NCT01469832)76。 調査は、網膜下領域にhESC-RPE細胞(50,000、100,000、150,000または200,000細胞)の四つの用量のいずれかで移植を受けた全身免疫抑制と高度なSMDに苦しんでいる12人の患者 制御されていない増殖または炎症反応の証拠は、最大200,000細胞の網膜下投与後でさえも見出されなかったが、12ヶ月での利益の証拠も観察されなかった。 ESCベースの移植療法は理論的には12人の患者の視力を改善することができますが、網膜変性の重症度のために臨床的に意味がありませんでした。 ESC移植は三十年以上にわたって行われており、いくつかの有望な結果を持っているにもかかわらず、アジアのRD患者における安全性と有効性につい この治療の普遍性を拡大するために、2012年にSong et al. 4人のRD患者(2人のSMD患者と2人のdry AMD患者)(NCT01625559とNCT01674829)を含むアジアで最初の臨床試験を開始し、1眼あたり50,000細胞のhESC-Rpeを低用量で注入した77。 フォローアップの12ヶ月後、三人の患者は、RDを治療するためのhESC-RPEの移植がアジアの患者にも有効であることを示した視力の9-19文字の改善を示した。 高度なRDは最終的に失明につながるので、科学者はこれらの患者の視力を改善する方法に集中しています。 2015年6月、Lyndon et al. hESC由来のRPE単分子層と基底膜を含むRPEパッチを網膜下腔(NCT01691261)に送達することにより、二人の重度の湿潤AMD患者を用いた第I相臨床試験を実施した78。 ある患者は視力の29文字の改善を有し、21ヶ月後に12文字改善され、高度なRD治療におけるRPEパッチ移植の実現可能性を支持している。 RPEパッチは、細胞懸濁液よりも優れた代替物であり得る。 最近では、いくつかの臨床試験でRD患者が準備されています。 エルサレム(イスラエル)では、乾燥AMD(NCT02286089)を治療するためにOpRegen(hESCs由来のRPE細胞からなる細胞ベースの製品)を用いた第I/II相臨床試験がまだ募集されており、202479年に完了すると推定されている。 同様に、北京(中国)では、hesc-RPEs(NCT02755428)の網膜下移植の第I/II相臨床試験が現在、ドライAMDの患者を登録しており、202080年に完了すると推定されている。 要約すると、Escは、移植に必要な数百万の標的細胞を提供することによって、RDの巨大な可能性を示す。

Fig. 2: Colour fundus photographs and OCT images of the left macular in Stargardt’s macular dystrophy (SMD) patients before and after hESC-RPE transplantation.

a–c Colour fundus photographs at baseline (a), 1 week after transplantation (b) and 6 weeks after transplantation (c). d, f Macular colour images at baseline (d) and 3 months after transplantation (f). e, g OCT images at baseline (e) and 3 months after transplantation (g). カラー眼底写真は、色素沈着がベースラインからヶ月3に連続的に増加し、OCT画像は、それがRPEのレベルであることを示したことを示した。 許可を得て複製したもの。 著作権2012エルゼビア株式会社

Escの主な利点と欠点

rpcの収穫と比較して、移植のための十分なEscを得ることは比較的容易である。 それにもかかわらず、Escは、それらの高い増殖能力のために腫瘍形成の可能性を有する。 Chaudhry et al. escとESC由来の神経前駆細胞の両方をrd12マウスの病気の網膜組織に統合し、ESC由来の神経前駆細胞は網膜層に統合しながら、Escの増殖は、最終的に奇形腫の形成をもたらした81。 この結果は、ESC移植の可能性のある腫瘍形成性を示しただけでなく、移植前にEscを神経病原体に分化させることが腫瘍形成のリスクを低下させる可 したがって、既存の臨床試験では、腫瘍形成の可能性を減らすために、ESC由来のRpeを常にRD患者に移植しています。 しかし、胎児組織から単離されたEscは倫理的な懸念に囲まれている可能性があり、多方向分化も標的細胞型を得ることが困難である82。 さらに、生涯にわたる免疫抑制療法の必要性は、ESC移植の可能性をさらに脅かすリスクと経済的負担を提示する83。 要約すると、RD療法のためのESCベースの移植の臨床使用の前に克服すべき多くの課題がまだあります。2006年、高橋と山中は、Es細胞培養条件下でマウス胚線維芽細胞にOct3/4、Sox2、c—Myc、Klf4の四つの因子を導入し、iPSC状態を誘導した84。 Ipscは胎児および成体マウスへの移植後に三つのはい層すべてに分化することができた。 IPSCの発見から1年後、彼らは分化したヒト体細胞を同じ4つの因子を持つ多能性状態に再プログラムした85。 その後、iPSC生成の安全性と効率は、過去10年間で改善されました。 科学者たちは、バルプロ酸86、SV40large T antigen87、microrna88などの因子を使用すると、多能性誘導の効率を向上させることができることを見出しました。 さらに,ipsc生産安全性の問題は中川らによって解決された。 Myc89を使用せずに。 IPSCとEscの分化電位は類似しているので、科学者はまた、RDを治療するためにiPSC由来細胞を採用している。

iPSCベースの臨床試験の進捗

Ipsc-RPE網膜下移植を用いた最初の臨床試験は、2013年(№000011929)90年に高橋グループ(神戸-理化学研究所)によって開始された。 この研究では、77歳の日本人女性が登録され、自己iPSC由来のRPEシート移植を受けた世界で初めての人となりました(図。 3). 移植から一年後、彼女の視力低下は有害な影響なしに安定した91。 しかし、第二の患者のipscの変異と日本での規制の変化のために、試験は翌年に停止することを余儀なくされました。 研究者らは、突然変異は必ずしも腫瘍形成性ではないと宣言したが、他の科学者がiPSCS92のゲノム不安定性を文書化しているため、ヒト試験では安全性の問題は依然として再考する必要がある9。 研究を続けるために、Takahashi et al. hlaマッチング同種iPSC由来RPE細胞93を調査した。 2017年3月28日、60歳の日本人男性が同種iPSC-Rpeを一時停止して登録しました。 自己iPSCと比較して、hla一致同種iPSCは、投与がより安全であり、財政的に成功する可能性がより高かった。 最近では、イギリスのMoorfields Eye Hospitalで、10人の乾燥AMD患者を登録するipsc-RPE網膜下移植のFDA承認臨床試験が進行中である(NCT02464956)94。 米国では、科学者のグループは、彼らの臨床研究のためのFDAの承認を求めています95。 多くの科学者は、再プログラミングプロセスを通じてiPSC移植を取り巻く安全性の懸念に対処することを目的としている。; しかし、変更が機能するかどうかはまだ分かっていません。

図。 人工多能性幹細胞(iPSC)−RPE移植前後の湿潤加齢黄斑変性(AMD)患者における右黄斑のカラー眼底写真およびOCT画像。AMD患者におけるiPSC由来RPEシート移植部位の術前および術後カラー眼底写真(a–d)およびOCT画像(e、f)。 移植前に線維性血管新生膜とポリがあった(a)。 RPEシートは、手術後3日目(b)にカールしたが、8週間後(c)に平坦化し、移植後1年(d)まで続いた。 手術から一年後,グラフトシートはまだ観察できた。 OCT画像は、治療前に大きな高反射性腫りゅう(e)があったが、術後1年(f)で消失したことを示した。 許可を得て複製したものです。 著作権2017マサチューセッツ医学協会。

iPSCsの主な利点と欠点

上記のように、iPSCsはESCsの倫理的問題を改善し、自己移植を介して免疫原性を低下させる可能性があるが、iPSCsは可変分化効率が低く、遺伝子変異のリスクが比較的高い97。 したがって、iPSCは、RD治療におけるESCベースの治療に取って代わることが期待される。

MSCs

RDの治療選択肢として、MSCsは主に損傷した細胞を置き換えるのではなく、網膜変性を遅らせるパラクリン機構を介して栄養補助を提供する98。 BM−mscおよびAdscは、神経網膜細胞に分化する能力を有するMscの2つの主要な供給源である。 硝子体内自己b m-MSC移植の実現可能性がJonasらによって実証されたので、bm-MSC移植の実現可能性がjonasらによって示された。6、BM-MSC移植の様々な臨床試験が実施されている99。 研究では、BM-MscとAdscが同様の免疫調節能力を共有することが示されている100。 したがって、Adscは、ADSCベースの治療に関するいくつかの現在の研究にもかかわらず、RD治療のためのBM-Mscの代替と考えられている。

MSCベースの臨床試験の進歩

bm-MSC移植療法の進歩は、診療所に向かって加速されています。 2009年5月、Siqueira et al. 自己bm-Mscを硝子体腔に注入することにより、RPを有する3人の患者および錐体-棒ジストロフィーを有する2人の患者における第I相試験を開始した(NCT01068561)( 4)101,102. 移植から十ヶ月後には、検出可能な構造的または機能的毒性はなく、移植の短期的な安全性を示していた。 有望な結果に基づいて、Bmベースの移植療法(NCT01560715)103の有効性をさらに確認するために、2011年に第II相試験が開始されました。 この研究では、bm-Mscの硝子体移植を受けた20人のRD患者が登録され、視力関連の生活の質が治療後3ヶ月で改善され、BM-MSC療法の潜在的な有効性を支持す; しかし、それは一時的であり、治療後12ヶ月ではもはや明らかではなかった。 同様に、1年後、別のパイロット臨床研究がParkらによって開始された。 網膜血管閉塞またはRDを有する6人の患者の硝子体腔に自己CD34+BM-Mscを注入することによって(NCT01736059)104。 この研究は進行中であり、第I相患者(2012年11月から2014年8月の間に登録された6人の患者)からの予備的所見が発表されている。 フォローアップの6か月以内に、自己細胞はよく容認されるようですけれども効力はまだそれ以上の調査を必要とします。 これらの不満足な結果は、BMベースの移植療法のメカニズム、すなわち、光受容体の再生を促進するのではなく、光受容体の生存をサポートすることがで 最近では、サウジアラビアのRDに対する進行中のBM-MSCベースの治療法がオンラインで登録されました(NCT02016508)105。 自己bm-Mscの硝子体内投与を取り巻く安全性の懸念がますます高まっている。 Satarian et al. 自家BM-MSC移植の安全性を検討するための第I相臨床試験を実施しました。 高度なRPを有する三人の患者が登録され、自己bm-Mscs106の硝子体内注射を受けた。 2年間のフォローアップの後、重度の線維組織増殖は、虹彩血管新生、成熟した白内障の形成とtractional網膜剥離につながる、第三の患者の注射部位で観察された。 時間の経過とともに改善の喪失および既存の安全上の懸念の両方は、BM-MscがRD治療に最良の選択ではないことを意味する可能性がある。

図。 4: Bm-MSC移植前後の嚢胞様黄斑浮腫を有するRP患者のOCTおよびマイクロペリメトリー検査。

ベースライン(a)と移植(b)後1ヶ月で患者のA、B黄斑の厚さ。 OCT検査では、黄斑浮腫は1ヶ月のフォローアップ後に排除されたことが示された。 ベースライン(c)および移植後1ヶ月(d)における患者のC、d黄斑感受性。 マイクロペリメトリーは、黄斑感受性が1ヶ月のフォローアップ後に増加したことを示した。 許可を得て複製したものです。 版権2012年のSpringerの性質。

MSCsの主な利点と欠点

これまで、科学者はRD107を治療するためのMSCsの神経栄養効果を示しています。 Mscsによって分泌されるcytokines108、growth factor99、109、マイクロおよびnanolipid macrovesicles110は退化的な網膜に栄養サポートを提供する重要なangiogenic、免疫調節の、反apoptoticおよび炎症抑制の効果を出す。 さらに、神経栄養効果は、MSCベースの移植療法の致命的な欠陥であるRDの本質的な問題を解決することはできません。 さらに、RD療法のための自己MSC細胞移植を受けている眼で観察される虹彩血管新生などの悪影響は、自己移植として注入されたMscの品質管理の欠如と、異なる個人に由来するMscの高い変動性106によって部分的に引き起こされる可能性があり、したがって、RDのMSCベースの移植療法の安全性の懸念を高めている。 さらに、Mscの潜在的な不均一性は、MSCがBM CD34+細胞などの特定の細胞に拡大することを制限し、これもMsc111の問題である可能性があります。 最後に、Mscは主に標的とされた網膜細胞から遠く離れた中胚葉由来の組織に分化し、それらの再生電位はドナーの年齢の増加とともに低下する112。 これは、Mscが免疫抑制効果を示し、他の幹細胞よりも免疫原性が低い場合であっても、RD治療としての約束をさらに制限する113、114。

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