Summary

Background

 Phase 1 studies have shown potential benefit of gene replacement in RPE65-mediated inherited retinal dystrophy. This phase 3 study assessed the efficacy and safety of voretigene neparvovec in participants whose inherited retinal dystrophy would otherwise progress to complete blindness. 

Methods

 In this open-label, randomised, controlled phase 3 trial done at two sites in the USA, individuals aged 3 years or older with, in each eye, best corrected visual acuity of 20/60 or worse, or visual field less than 20 degrees in any meridian, or both, with confirmed genetic diagnosis of biallelic RPE65 mutations, sufficient viable retina, and ability to perform standardised multi-luminance mobility testing (MLMT) within the luminance range evaluated, were eligible. Participants were randomly assigned (2:1) to intervention or control using a permuted block design, stratified by age (<10 years and ≥10 years) and baseline mobility testing passing level (pass at ≥125 lux vs <125 lux). Graders assessing primary outcome were masked to treatment group. Intervention was bilateral, subretinal injection of 1·5 × 10¹¹ vector genomes of voretigene neparvovec in 0·3 mL total volume. The primary efficacy endpoint was 1-year change in MLMT performance, measuring functional vision at specified light levels. The intention-to-treat (ITT) and modified ITT populations were included in primary and safety analyses. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT00999609, and enrolment is complete. 

Findings

 Between Nov 15, 2012, and Nov 21, 2013, 31 individuals were enrolled and randomly assigned to intervention (n=21) or control (n=10). One participant from each group withdrew after consent, before intervention, leaving an mITT population of 20 intervention and nine control participants. At 1 year, mean bilateral MLMT change score was 1·8 (SD 1·1) light levels in the intervention group versus 0·2 (1·0) in the control group (difference of 1·6, 95% CI 0·72–2·41, p=0·0013). 13 (65%) of 20 intervention participants, but no control participants, passed MLMT at the lowest luminance level tested (1 lux), demonstrating maximum possible improvement. No product-related serious adverse events or deleterious immune responses occurred. Two intervention participants, one with a pre-existing complex seizure disorder and another who experienced oral surgery complications, had serious adverse events unrelated to study participation. Most ocular events were mild in severity. 

Interpretation

 Voretigene neparvovec gene replacement improved functional vision in RPE65-mediated inherited retinal dystrophy previously medically untreatable. 

Funding

 Spark Therapeutics.

Purpose:To identify genetic etiologies and genotype/phenotype associations for unsolved ocular congenital cranial dysinnervation disorders (oCCDDs). Methods:We coupled phenotyping with exome or genome sequencing of 467 probands (550 affected and 1108 total individuals) with genetically unsolved oCCDDs, integrating analyses of pedigrees, human and animal model phenotypes, and de novo variants to identify rare candidate single nucleotide variants, insertion/deletions, and structural variants disrupting protein-coding regions.Prioritized variants were classified for pathogenicity and evaluated for genotype/phenotype correlations. Results:Analyses elucidated phenotypic subgroups, identified pathogenic/likely pathogenic variant(s) in 43/467 probands (9.2%), and prioritized variants of uncertain significance in 70/467 additional probands (15.0%).These included known and novel variants in established oCCDD genes, genes associated with syndromes that sometimes include oCCDDs (e.g., MYH10, KIF21B, TGFBR2, TUBB6), genes that fit the syndromic component of the phenotype but had no prior oCCDD association (e.g., CDK13, TGFB2), genes with no reported association with oCCDDs or the syndromic phenotypes (e.g., TUBA4A, KIF5C, CTNNA1, KLB, FGF21), and genes associated with oCCDD phenocopies that had resulted in misdiagnoses. Conclusion:This study suggests that unsolved oCCDDs are clinically and genetically heterogeneous disorders often overlapping other Mendelian conditions and nominates many candidates for future replication and functional studies.

The first steps of vision take place in the ciliary outer segment compartment of photoreceptor cells. The protein composition of outer segments is uniquely suited to perform this function. The most abundant among these proteins is the visual pigment, rhodopsin, whose outer segment trafficking involves intraflagellar transport (IFT). Here, we report three major findings from the analysis of mice in which ciliary transport was acutely impaired by conditional knockouts of IFT-B subunits. First, we demonstrate the existence of a sorting mechanism whereby mislocalized rhodopsin is recruited to and concentrated in extracellular vesicles prior to their release, presumably to protect the cell from adverse effects of protein mislocalization. Second, reducing rhodopsin expression significantly delays photoreceptor degeneration caused by IFT disruption, suggesting that controlling rhodopsin levels may be an effective therapy for some cases of retinal degenerative disease. Last, the loss of IFT-B subunits does not recapitulate a phenotype observed in mutants of the BBSome (another ciliary transport protein complex relying on IFT) in which non-ciliary proteins accumulate in the outer segment. Whereas it is widely thought that the role of the BBSome is to primarily participate in ciliary transport, our data suggest that the BBSome has another major function independent of IFT and possibly related to maintaining the diffusion barrier of the ciliary transition zone.

Introduction X-linked retinoschisis (XLRS) is a vitreoretinal dystrophy caused by RS1 gene mutations which disrupt retinoschisin protein function. A vital protein for maintaining retinal architecture, the absence of functional retinoschisin leads to the development of intraretinal cysts. The preliminary goal of this study was to investigate a low dose gene therapy in Rs1 knockout (Rs1-KO) mice; however, our experiments revealed an unexpected therapeutic effect of a hypertonic buffer, which led to further exploration of this effect. Methods 10 Rs1-KO mice were subretinally injected with an AAV2/4 vector containing the RS1 gene driven by an Ef1a promoter. 16 Rs1-KO mice were subretinally injected with a hypertonic buffer (180 mM NaCl 0.001% F68/PBS (pH 7.4)) or an isotonic buffer (155.2 mM NaCl 0.001% F68/PBS, pH 7.0) as a sham control. Endpoints included electroretinogram (ERG), optical coherence tomography (OCT), and a visually guided swim assay (VGSA). An immunohistochemistry assay was used to quantify cone density in buffer injected and treatment-naive eyes. Results Unexpectedly, hypertonic buffer-injected eyes had significantly reduced cyst severity at 1 month post-injection (MPI) (p=<0.0001), significantly higher amplitudes in cone-dominant ERGs persisting to 5 months post-injection (5 Hz flicker; p=0.0018; 3.0 Flash; p=0.0060) and demonstrated improved navigational vision in the light compared to untreated Rs1-KO eyes (p<0.0001). To investigate the role of tonicity on this effect, an isotonic buffer-injected cohort was created (155.2 mM NaCl 0.001% F68/PBS, pH 7.0) (n=6). Surprisingly, hypertonic buffer-injected eyes exhibited a greater reduction in cyst severity and demonstrated improved cone-dominant ERG metrics over isotonic buffer-injected eyes. Using an immunohistochemistry assay, we demonstrated greater cone density in hypertonic buffer-injected eyes than untreated controls (p=0.0147), suggesting a possible cone preservation mechanism. Moreover, our findings reveal a negative correlation between the peak severity of cysts and long-term cone-dominant ERG metrics, implying that effectively managing cysts could yield enduring benefits for cone function. Discussion/Conclusion This study presents evidence that cyst resolution can be triggered through an osmosis-dependent pathway, and cyst resolution can have long term effects on cone signaling and survival, offering potential insights for the development of novel treatments for patients with XLRS.

ABSTRACT Bardet Biedl Syndrome (BBS) is an autosomal recessive disorder caused by mutations in at least 22 different genes. A constant feature is early onset retinal degeneration leading to blindness, with variable central obesity, polydactyly, renal failure, and developmental anomalies. BBS type 10 (BBS10) is a common form caused by mutations in the BBS10 gene encoding a chaperonin-like protein. There are currently no treatments for the progressive vision loss. To aid in treatment development, a BBS10 mouse model was developed by knocking out the Bbs10 gene. Using optical coherence tomography (OCT), electroretinography (ERG), and a visually guided swim assay (VGSA), we demonstrate that Bbs10 -/- mice have progressive retinal degeneration. Cone electrical function was absent although cones were anatomically present on histology and retained partial function based on VGSA. The retinal outer nuclear layer (photoreceptor nuclei) progressively thinned as demonstrated on OCT and histology, and rod electrical activity decreased over time on ERG. These phenotypes are more rapidly progressive than retinal degeneration in the Bbs1 M390R/M390R knock-in mouse. They are consistent with a cone-rod dystrophy distinct from typical rod-cone degeneration in retinitis pigmentosa and recapitulate aspects of retinal degeneration observed in humans with BBS10. This study has implications for BBS10 gene therapy.

Abstract Adeno-associated virus (AAV) is a safe and efficient gene delivery vehicle for gene therapies. However, its relatively small packaging capacity limits its use as a gene transfer vector. Here, we describe a strategy to deliver large genes that exceed the AAV’s packaging capacity using up to four AAV vectors and the CRE-lox DNA recombination system. We devised novel lox sites by combining non-compatible and reaction equilibrium-modifying lox site variants. These lox sites facilitate sequence-specific and near-unidirectional recombination of AAV vector genomes, enabling efficient reconstitution of up to 16 kb of therapeutic genes in a pre-determined configuration. Using this strategy, we have developed AAV gene therapy vectors to deliver IFT140 , PCDH15 , CEP290 , and CDH23 and demonstrate efficient production of full-length proteins in cultured mammalian cells and mouse retinas. Notably, this approach significantly surpasses the trans-splicing and split-intein-based reconstitution methods in efficiency, requiring lower doses, minimizing or eliminating the production of truncated protein products, and offering flexibility in selecting splitting positions. The CRE-lox approach described here provides a simple and effective platform for producing AAV gene therapy vectors beyond AAV’s packaging capacity.