Принципы организации доклинического исследования применения аутологичных CD34+ клеток, модифицированных для экспрессии арилсульфатазы A, для терапии метахроматической лейкодистрофии

DOI

https://dx.doi.org/10.18565/aig.2025.326

Юрова М.В., Попов К.В., Шевцова Ю.А., Павлович С.В.
1) ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова» Минздрава России, Москва, Россия; 2) ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский университет), Москва, Россия

Метахроматическая лейкодистрофия (МЛД) – орфанное аутосомно-рецессивное лизосомное заболевание из группы болезней накопления, вызванное патогенными вариантами гена ARSA, кодирующего фермент арилсульфатазу А (ASA), что приводит к снижению или отсутствию его активности и последующему накоплению сульфатидов (сульфатсодержащие гликосфинголипиды) в центральной и периферической нервной системе, в первую очередь в мембранных структурах, что вызывает нейродегенерацию, клинически манифестирующую в виде прогрессирующих двигательных и когнитивных нарушений. В настоящее время в Российской Федерации нет зарегистрированных вариантов терапии МЛД, лечение ограничивается поддерживающими методами (например, физиотерапией, миорелаксантами, обезболивающими), направленными на предотвращение осложнений и поддержание качества жизни пациентов, и трансплантацией гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) от здорового донора. В представленном аналитическом обзоре описана транслируемая методология организации доклинического исследования метода ТГСК CD34⁺, экспрессирующих ASA, в качестве потенциального метода терапии МЛД, а также приведены данные нормативных требований к исследованиям, полученных на биологических моделях, и изложены этапы технологии создания аутологичных стволовых клеток для достижения in vivo оптимального результата, а именно, сохранения эффективности генной терапии, полученной на доклиническом этапе исследования для последующего клинического применения.
Заключение: CD34⁺-ARSA терапия представляет рационально обоснованный и научно подтвержденный путь к долгосрочной коррекции ферментного дефицита и стабилизации течения болезни.

Вклад авторов: Все авторы в равной степени участвовали в подготовке публикации: Юрова М.В., Попов К.В.,
Шевцова Ю.А., Павлович С.В. – разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование: Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства здравоохранения Российской Федерации № 123020800103-6.
Для цитирования: Юрова М.В., Попов К.В., Шевцова Ю.А., Павлович С.В. Принципы организации доклинического исследования применения аутологичных CD34⁺ клеток, модифицированных для
экспрессии арилсульфатазы A, для терапии метахроматической лейкодистрофии.
Акушерство и гинекология. 2025; 12: 5-18
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2025.326

аутогемоцитарная терапия

аутологичные клетки

арилсульфатаза A

биораспределение

гемопоэтические стволовые клетки

генная терапия

генотоксичность

доклинические исследования

метахроматическая лейкодистрофия

лентивирусный вектор

ARSA

CD34+ клетки

Полный текст статьи
доступен в "Библиотеке Врача"

Chang S.C., Bergamasco A., Bonnin M., Bisonó T.A., Moride Y. A systematic review on the birth prevalence of metachromatic leukodystrophy. Orphanet J. Rare Dis. 2024; 19(1): 80. https://dx.doi.org/10.1186/s13023-024-03044-w
Asbreuk M.A.B.C., Schoenmakers D.H., Adang L.A., Beerepoot S., Bergner C. et. al. Metachromatic leukodystrophy: new therapy advancements and emerging research directions. Neurology. 2025; 105(2): e213817. https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000213817
Doherty K., Frazier S.B., Clark M., Childers A., Pruthi S., Wenger D.A. et al. A closer look at ARSA activity in a patient with metachromatic leukodystrophy. Mol. Genet Metab Rep. 2019; 19: 100460. https://doi.org/10.1016/j.ymgmr.2019.100460
Laugwitz L., Schoenmakers D.H., Adang L.A., Beck-Woedl S., Bergner C., Bernard G. et al. Newborn screening in metachromatic leukodystrophy: European consensus-based recommendations on clinical management. Eur. J. Paediatr. Neurol. 2024; 49: 141-54. https://doi.org/10.1016/j.ejpn.2024.03.003
Musolino P.L., Lund T.C., Pan J., Escolar M.L., Paker A.M., Duncan C.N. et al. Hematopoietic stem cell transplantation in the leukodystrophies: a systematic review of the literature. Neuropediatrics. 2014; 45(3): 169-74. https://dx.doi.org/10.1055/s-0033-1364179
Groeschel S., Kühl J.S., Bley A.E., Kehrer C., Weschke B., Döring M. et al. Long-term outcome of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation in patients with juvenile metachromatic leukodystrophy compared with nontransplanted control patients. JAMA Neurol. 2016; 73(9): 1133-40. https://dx.doi.org/10.1001/jamaneurol.2016.2067
van Rappard D.F., Boelens J.J., van Egmond M.E., Kuball J., van Hasselt P.M., Oostrom K.J. et al. Efficacy of hematopoietic cell transplantation in metachromatic leukodystrophy: the Dutch experience. Blood. 2016; 127(24): 3098-101. https://dx.doi.org/10.1182/blood-2016-03-708479
Fumagalli F., Calbi V., Natali Sora M.G., Sessa M., Baldoli C., Rancoita P.M.V. et al. Lentiviral haematopoietic stem-cell gene therapy for early-onset metachromatic leukodystrophy: long-term results from a non-randomised, open-label, phase 1/2 trial and expanded access. Lancet. 2022; 399(10322): 372-83. https://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(21)02017-1
Metovic J., Li Y., Gong Y., Eichler F. Gene therapy for the leukodystrophies: From preclinical animal studies to clinical trials. Neurotherapeutics. 2024; 21(4): e00443. https://dx.doi.org/10.1016/j.neurot.2024.e00443
Şeker M., Erol Ö., Pervin B., Wagemaker G., van Til N., Aerts-Kaya F. Non-Myelotoxic agents as a preparatory regimen for hematopoietic stem cell gene therapy. Res. Sq. 2023. https://dx.doi.org/10.21203/rs.3.rs-3067174/v1
Saha A., Blazar B.R. Antibody based conditioning for allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. Front. Immunol. 2022; 13: 1031334. https://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2022.1031334
Calabria A., Spinozzi G., Cesana D., Buscaroli E., Benedicenti F., Pais G., Gazzo F. et al. Long-term lineage commitment in haematopoietic stem cell gene therapy. Nature. 2024; 636(8041): 162-71. https://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-08250-x
Sessa M., Lorioli L., Fumagalli F., Acquati S., Redaelli D., Baldoli C. et al. Lentiviral haemopoietic stem-cell gene therapy in early-onset metachromatic leukodystrophy: an ad-hoc analysis of a non-randomised, open-label, phase 1/2 trial. Lancet. 2016; 388(10043): 476-87. https://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(16)30374-9
Orchard Therapeutics. Press Release. Orchard Therapeutics announces publication in the Lancet of long-term clinical outcomes with Libmeldy for the treatment of children with early-onset MLD. Available at: https://ir.orchard-tx.com/news-releases/news-release-details/orchard-therapeutics-announces-publication-lancet-long-term
U.S. Food & Drug Administration. Guidance Document. Preclinical assessment of investigational cellular and gene therapy products. Guidance for Industry. November 2013. Available at: https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/preclinical-assessment-investigational-cellular-and-gene-therapy-products
Wang D., Stevens G., Flotte T.R. Gene therapy then and now: a look back at changes in the field over the past 25 years. Mol. Ther. 2025; 33(5): 1889-902. https://dx.doi.org/10.1016/j.ymthe.2025.02.040
Huang Ju., Khan A., Au B.C., Barber D.L., López-Vásquez L., Prokopishyn N.L. et al. Lentivector iterations and pre-clinical scale-up/toxicity testing: targeting mobilized CD34+ cells for correction of fabry disease. Mol. Ther. Methods Clin. Dev. 2017; 5: 241-58. https://dx.doi.org/10.1016/j.omtm.2017.05.003
Frati G., Luciani M., Meneghini V., de Cicco S., Stahlman M., Blomqvist M. et al. Human iPSC-based models highlight defective glial and neuronal differentiation from neural progenitor cells in metachromatic leukodystrophy. Cell Death Dis. 2018; 9(6): 698. https://dx.doi.org/10.1038/s41419-018-0737-0
Biffi A., Capotondo A., Fasano S., del Carro U., Marchesini S., Azuma H. et al. Gene therapy of metachromatic leukodystrophy reverses neurological damage and deficits in mice. J. Clin. Invest. 2006; 116(11): 3070-82. https://dx.doi.org/10.1172/JCI28873
Salmikangas P., Carlsson B., Klumb C., Reimer T., Thirstrup S. Potency testing of cell and gene therapy products. Front. Med. (Lausanne). 2023; 10: 1190016. https://dx.doi.org/10.3389/fmed.2023.1190016
Shaimardanova A.A., Chulpanova D.S., Solovyeva V.V., Mullagulova A.I., Kitaeva K.V., Allegrucci C. et al. Metachromatic leukodystrophy: diagnosis, modeling and treatment approaches. Front. Med. (Lausanne). 2020; 7: 576221. https://dx.doi.org/10.3389/fmed.2020.576221
Hess B., Saftig P., Hartmann D., Coenen R., Lullmann-Rauch R., Goebel H.H. et al. Phenotype of arylsulfatase A-deficient mice: relationship to human metachromatic leukodystrophy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1996; 93(25): 14821-6. https://dx.doi.org/10.1073/pnas.93.25.14821
Rosenberg J.B., Kaminsky S.M., Aubourg P., Crystal R.G., Sondhi D. Gene therapy for metachromatic leukodystrophy. J. Neurosci. Res. 2016; 94(11): 1169-79. https://dx.doi.org/10.1002/jnr.23792
Matthes F., Stroobants S., Gerlach D., Wohlenberg C., Wessig C., Fogh J. et al. Efficacy of enzyme replacement therapy in an aggravated mouse model of metachromatic leukodystrophy declines with age. Hum. Mol. Genet. 2012; 21(11): 2599-609. https://dx.doi.org/10.1093/hmg/dds086
Doerr J., Böckenhoff A., Ewald B., Ladewig J., Eckhardt M., Gieselmann V. et al. Arylsulfatase A overexpressing human iPSC-derived neural cells reduce CNS sulfatide storage in a mouse model of metachromatic leukodystrophy. Mol. Ther. 2015; 23(9): 1519-31. https://dx.doi.org/10.1038/mt.2015.106
Bai J.P.F., Bell R., Buckman S., Burckart G.J., Eichler H.G., Fang K.C. et al. Translational biomarkers: from preclinical to clinical a report of 2009 AAPS/ACCP biomarker workshop. AAPS J. 2011; 13(2): 274-83. https://dx.doi.org/10.1208/s12248-011-9265-x
Rutherford H.A., Hamilton N. Animal models of leukodystrophy: a new perspective for the development of therapies. FEBS J. 2019; 286(21): 4176-91. https://dx.doi.org/10.1111/febs.15060
Gall A., Treuting P., Elkon K.B., Loo Y.M., Gale M., Barber G.N. et al. Autoimmunity initiates in nonhematopoietic cells and progresses via lymphocytes in an interferon-dependent autoimmune disease. Immunity. 2012; 36(1): 120-31. https://dx.doi.org/10.1016/j.immuni.2011.11.018
Ramakrishnan H., Hedayati K.K., Lullmann-Rauch R., Wessig C., Fewou S.N., Maier H. et al. Increasing sulfatide synthesis in myelin-forming cells of arylsulfatase A-deficient mice causes demyelination and neurological symptoms reminiscent of human metachromatic leukodystrophy. J. Neurosci. 2007; 27(35): 9482-90. https://dx.doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2287-07.2007
Sevin C., Roujeau T., Cartier N., Baugnon T., Adamsbaum C., Piraud M. et al. Intracerebral gene therapy in children with metachromatic leukodystrophy: results of a phase I / II trial. Mol. Genet. Metab. 2018; 123(2): S129. https://dx.doi.org/10.1016/j.ymgme.2017.12.352
Муллагулова А.И., Шаймарданова А.А., Мухамедшина Я.О., Соловьева В.В., Ибрахим Ахмад А., Ризванов А.А. Анализ биораспределения аденоассоциированных вирусов 9 и rh.10 серотипов, кодирующих ген арилсульфатазы а, после предварительной иммунизации свиней вирусом 9 серотипа. Ученые записки Казанского университета. Серия «Естественные науки». 2024; 166(4): 683-703.
Masiuk K.E., Zhang R., Osborne K., Hollis R.P., Campo-Fernandez B., Kohn D.B. PGE2 and poloxamer synperonic F108 enhance transduction of human HSPCs with a β-globin lentiviral vector. Mol. Ther. Methods Clin. Dev. 2019; 13: 390-8. https://dx.doi.org/10.1016/j.omtm.2019.03.005
Miyake N., Miyake K., Sakai A., Yamamoto M., Suzuki H., Shimada T. Treatment of adult metachromatic leukodystrophy model mice using intrathecal administration of type 9 AAV vector encoding arylsulfatase A. Sci. Rep. 2021; 11(1): 20513. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-021-99979-2
Wang H., Georgakopoulou A., Zhang W., Kim J., Gil S., Ehrhardt A. et al. HDAd6/35++ – a new helper-dependent adenovirus vector platform for in vivo transduction of hematopoietic stem cells. Mol. Ther. Methods Clin. Dev. 2023; 29: 213-26. https://dx.doi.org/10.1016/j.omtm.2023.03.008
St Martin T., Seabrook T.A., Gall K., Newman J., Avila N., Hayes A. et al. Single systemic administration of a gene therapy leading to disease treatment in metachromatic leukodystrophy arsa knock-out mice. J. Neurosci. 2023; 43(19): 3567-81. https://dx.doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1829-22.2023
Matzner U., Matthes F., Herbst E., Lüllmann-Rauch R., Callaerts-Vegh Z., D’Hooge R. et al. Induction of tolerance to human arylsulfatase A in a mouse model of metachromatic leukodystrophy. Mol. Med. 2007; 13(9-10): 471-9. https://dx.doi.org/10.2119/2007-00063.Matzner
Ayupova A.I., Solovyeva V.V., Issa S.S., Fayoud H.J., Rizvanov A.A. Surrogate biomarkers in gene therapy for orphan diseases: validation, application, and regulatory aspects. Int. J. Mol. Sci. 2025; 26(20): 10107. https://dx.doi.org/10.3390/ijms262010107
Armstrong N., Olaye A., Noake C., Pang F. A systematic review of clinical effectiveness and safety for historical and current treatment options for metachromatic leukodystrophy in children, including atidarsagene autotemcel. Orphanet J. Rare Dis. 2023; 18(1): 248. https://dx.doi.org/10.1186/s13023-023-02814-2
Beerepoot S., Heijst H., Roos B., Wamelink M.M.C., Boelens J.J., Lindemans C.A. et al. Neurofilament light chain and glial fibrillary acidic protein levels in metachromatic leukodystrophy. Brain. 2021; 145(1): 105-18. https://dx.doi.org/10.1093/brain/awab304
Audouard E., Khefif N., Mansat C., Nelcha O., Banchi E.G., Lupiet C. et al. Dose-response evaluation of intravenous gene therapy in a symptomatic mouse model of metachromatic leukodystrophy. Mol. Ther. Methods Clin. Dev. 2024; 32(2): 101248. https://dx.doi.org/10.1016/j.omtm.2024.101248
European Medicines Agency (EMA). Clinical trials in small populations – scientific guideline. Available at: https://www.ema.europa.eu/en/clinical-trials-small-populations-scientific-guideline (accessed on 5 November 2025).
Kordower J.H., Bloch J., Ma S.Y., Chu Y., Palfi S., Roitberg B.Z. et al. Lentiviral gene transfer to the nonhuman primate brain. Exp. Neurol. 1999; 160(1): 1-16. https://dx.doi.org/10.1006/exnr.1999.7178
Humbel M., Ramosaj M., Zimmer V., Regio S., Aeby L., Moser S. et al. Maximizing lentiviral vector gene transfer in the CNS. Gene Ther. 2021; 28(1-2): 75-88. https://dx.doi.org/10.1038/s41434-020-0172-6
Jeon S.B., Yoon H.J., Park S.H., Kim I.H., Park E.J. Sulfatide, a major lipid component of myelin sheath, activates inflammatory responses as an endogenous stimulator in brain-resident immune cells. J. Immunol. 2008; 181(11): 8077-87. https://dx.doi.org/10.4049/jimmunol.181.11.8077
Bushman F.D. Retroviral insertional mutagenesis in humans: evidence for four genetic mechanisms promoting expansion of cell clones. Mol. Ther. 2020; 28(2): 352-6. https://dx.doi.org/10.1016/j.ymthe.2019.12.009
Goyal S., Tisdale J., Schmidt M., Kanter J., Jaroscak J., Whitney D. et al. Acute myeloid leukemia case after gene therapy for sickle cell disease. N. Engl. J. Med. 2022; 386(2): 138-47. https://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa2109167
Aerts-Kaya F., van Til N.P. Gene and cellular therapies for leukodystrophies. Pharmaceutics. 2023; 15(11): 2522. https://dx.doi.org/10.3390/pharmaceutics1511252
U.S. Food & Drug Administration. Biologics License Application Approval for Elivaldogene Autotemcel. Available at: https://www.fda.gov/media/161665/download (accessed on 14 September, 2025).
Keam S.J. Elivaldogene Autotemcel: First approval. Mol. Diagn. Ther. 2021; 25(6): 803-9. https://dx.doi.org/10.1007/s40291-021-00555-1
Biffi A., Montini E., Lorioli L., Cesani M., Fumagalli F., Plati T. et al. Lentiviral hematopoietic stem cell gene therapy benefits metachromatic leukodystrophy. Science. 2013; 341(6148): 1233158. https://dx.doi.org/10.1126/science.1233158
Schwarzer A., Talbot S.R., Selich A., Morgan M., Schott J.W., Dittrich-Breiholz O. et al. Predicting genotoxicity of viral vectors for stem cell gene therapy using gene expression-based machine learning. Mol. Ther. 2021; 29(12): 3383-97. https://dx.doi.org/10.1016/j.ymthe.2021.06.017
Li S., Tang H., Li C., Ma J., Ali M., Dong Q. et al. Synthetic biology technologies and genetically engineering strategies for enhanced cell therapeutics. Stem Cell Rev. Rep. 2023; 19(2): 309-21. https://dx.doi.org/10.1007/s12015-022-10454-5
Poletti V., Mavilio F. Designing lentiviral vectors for gene therapy of genetic diseases. Viruses. 2021; 13(8): 1526. https://dx.doi.org/10.3390/v13081526
Williams D.A., Bledsoe J.R., Duncan C.N., Eichler F.S., Grzywacz B., Gupta A.O. et al. Myelodysplastic syndromes after Eli-cel gene therapy for cerebral adrenoleukodystrophy (CALD)
Решение Коллегии Евразийской экономической комиссии от 26 ноября 2019 г. № 202 «Об утверждении Руководства по доклиническим исследованиям безопасности в целях проведения клинических исследований и регистрации лекарственных препаратов». Доступно по: https://www.alta.ru/tamdoc/19kr0202/
Biffi A., De Palma M., Quattrini A., Del Carro U., Amadio S., Visigalli I. et al. Correction of metachromatic leukodystrophy in the mouse model by transplantation of genetically modified hematopoietic stem cells. J. Clin. Invest. 2004; 113(8): 1118-29. https://dx.doi.org/10.1172/JCI19205
Fratantoni J.C., Hall C.W., Neufeld E.F. Hurler and Hunter syndromes: mutual correction of the defect in cultured fibroblasts. Science. 1968; 162(3853): 570-2. https://dx.doi.org/10.1126/science.162.3853.570
Федеральный закон от 12.04.2010 № 61-ФЗ. Об обращении лекарственных средств (ред. от 26.12.2024) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.03.2025. Доступно по: https://roszdravnadzor.gov.ru/drugs/documents/66.

Поступила 11.11.2025

Принята в печать 28.11.2025

Юрова Мария Владимировна, к.м.н., врач акушер-гинеколог, онколог, с.н.с. научно-поликлинического отделения, НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Ак. Опарина, д. 4; ассистент кафедры акушерства, гинекологии, перинатологии и репродуктологии ИПО, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), m_yurova@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-0179-7635
Попов Константин Васильевич, к.б.н., заведующий центром персонализированных высокотехнологичных препаратов, НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Ак. Опарина, д. 4, k_popov@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-3436-3235
Шевцова Юлия Александровна, м.н.с. лаборатории клеточных технологий института трансляционной медицины, НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Ак. Опарина, д. 4, yu_shevtsova@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0003-4780-341X.
Павлович Станислав Владиславович, к.м.н., ученый секретарь, НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Ак. Опарина, д. 4;
профессор кафедры акушерства, гинекологии, перинатологии и репродуктологии ИПО, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), s_pavlovich@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-1313-7079
Автор, ответственный за переписку: Мария Владимировна Юрова, m_yurova@oparina4.ru

Юрова М.В., Попов К.В., Шевцова Ю.А., Павлович С.В.

Ключевые слова

Список литературы

Об авторах / Для корреспонденции

Также по теме