Майбутнє належить нейрогенної терапії
Лікування майбутнього може бути нейрогенетичним: генні модулятори зупиняють спінальну м’язову атрофію, а незабаром, можливо, хвороба Хантінгтона та Альцгеймера. Початкові дослідження дають надію, що нові процедури також спрацюють.
Опублікував Томас Мюллер, 5 липня 2018 р., 05:03
Модель ДНК: нейрогенні методи лікування викликають надії серед дослідників.
ЛІСАБОН. До недавнього часу дітям із важкою спінальною м'язовою атрофією (СМА) було ледве два роки. Сьогодні завдяки генно-модулюючій терапії вони не тільки виживають, багато хто навіть може нормально розвиватися - принаймні, якщо терапія починається вчасно.
Введення таких препаратів, як Нусінерсен проти SMA, знаменує собою початок нової ери в медицині: вперше лікарі можуть не тільки функціонально виправити спадкові захворювання, але і зовсім по-новому лікувати такі загальні захворювання, як хвороба Альцгеймера.
Незважаючи на те, що досі немає загальної назви терапій антисмисловими олігонуклеотидами, що заважають фрагментам РНК або модуляторами хроматину, ми маємо справу з втручаннями в експресію генів, тобто в механізм, який зчитує та перетворює генетичну інформацію, наприклад життєво важливі білки.
Процедура також щодо негенетичних захворювань
Незважаючи на те, що цей механізм надзвичайно складний, він також пропонує безліч вихідних точок для методів, які лише дуже специфічно впливають на експресію окремого гена. Це дозволяє відновлювати генетичні дефекти на рівні експресії без необхідності зміни самих генів.
Дослідники хочуть використовувати такі методи для боротьби з багатьма іншими, не генетичними захворюваннями. Надмірна експресія деяких секретарів може нормалізувати розпад бета-амілоїду в головному мозку та запобігти хворобі Альцгеймера, а деменцію, можливо, можна зупинити, блокуючи вироблення тау.
Такі підходи справді досліджуються. З введенням антисмислового олігонуклеотиду (ASO) Нусінерсен проти спінальної м’язової атрофії минулого року модулятори експресії генів вже не є теорією сірого кольору, але на практиці.
Це повинно спонукати багатьох вчених та компаній наполегливо розвивати нейрогенну терапію на повній швидкості. Зараз про стан справ повідомляється на Європейському конгресі неврологів у Лісабоні.
Спинна м’язова атрофія (SMA)
Нусинерсен - на ринку з минулого року - яскравий приклад високоселективного втручання у експресію генів. Пацієнти з SMA мають дефектний ген SMN1 (виживання моторного нейрону), але все ще мають кілька копій нормального гена SMN2.
Однак це не дуже продуктивно; на відміну від нормального гена SMN1, він навряд чи продукує будь-який функціональний білок SMN. Причиною є крок обробки (сплайсинг) після прочитання (транскрипція). Важливий розділ SMN-РНК випадає. Нусінерсен прив'язується до критичної точки в первинній стенограмі SMN2 і гарантує, що цього не станеться.
Результат: знову функціонує більш функціональний білок SMN. У цьому випадку ASO не піклується про дефектний ген, а активує резервну копію. В ході досліджень модулятор експресії таким чином врятував життя сильно постраждалих дітей.
Однак досі незрозуміло, як розвиватиметься життя цих дітей. Професор Кевін Талбот з Оксфордського університету, Великобританія, на конгресі попередив не говорити про лікування тут.
Білок SMN необхідний для розвитку нервово-м'язової системи, але також необхідний в інших органах. Діти, що довго живуть із захворюванням І типу, часто також мають проблеми з обміном речовин, когнітивною системою та серцевою діяльністю.
Талбот пов'язує це з функцією білка: він утворює білкові комплекси, так звані snRNP, які самі по собі є частиною механізму експресії генів і як сплайсосоми регулюють обробку транскриптів багатьох інших генів. Якщо SMN1 не вдається, це може призвести до глибокої дисрегуляції вираження, яка впливає не тільки на мозок.
Внутрішньовенне введення Нусінерсена, як це робиться в даний час, іноді виявляється недостатнім. Хоча він здатний забезпечити виживання моторних нейронів і, отже, дітей із захворюванням І типу, як вони розвиватимуться, ще належить з'ясувати, пояснив експерт.
Врешті-решт, моделі мишей з мутацією SMN не демонструють жодної серйозної генетичної дисрегуляції, тому є надія, що SMN може застосовуватися переважно в ЦНС.
Терапія SMA також повинна проходити у правильний часовий проміжок часу. Наразі результати дослідження з Нусінерсеном були найкращими у безсимптомних дітей у дослідженні NURTURE. Ці діти були обстежені на мутацію SMN, як тільки вони народились, оскільки брати і сестри вже були уражені.
Якщо у таких пацієнтів також було принаймні три копії SMN2, через деякий час усі вони досягли рівня рухового розвитку здорових дітей, але ті, у кого було лише дві копії (захворювання І типу), як правило, цього не справляли; лише чверть змогла самостійно ходити через 15 місяців.
За словами Талбота, постнатальної терапії може бути недостатньо, оскільки розвиток моторних нейронів вже страждає внутрішньоутробно або кількість СМН у цих дітей недостатня.
Зрештою, терапію потрібно було б ще вдосконалити. Внутрішньовенне лікування було б найкращим; через нього також можна дістатись до інших органів. Дослідники вже протестували сумісні з IV введення ASO на моделі миші, більш ніж подвоївши тривалість життя порівняно з Нусінерсеном, сказав Талбот.
Життя дітей із СМА також можна врятувати за допомогою зовсім іншого підходу: класичної генної терапії. Аденоасоційовані віруси (AAV) вводять функціонуючі копії гена SMN1 в нервові клітини. Відкрите дослідження фази 1 вже проводиться у 15 дітей із захворюванням SMA-1.
Усі вони були ще живі майже через 14 місяців, і їх не потрібно було провітрювати. Зазвичай до цього часу близько трьох чвертей нелікованих дітей із СМА типу 1 вже мертві. Двоє дітей вже могли ходити і стояти без сторонньої допомоги.
На відміну від лікування АСО, яке потрібно робити кожні кілька тижнів, однієї інфузії може бути достатньо для генної терапії. Однак на даний момент це неможливо оцінити, і вірусні вектори також можуть викликати проблеми, наприклад, шляхом нейтралізації антитіл або токсичних ефектів, пояснив Талбот.
Хвороба Хантінгтона
Модулятори експресії вже проходять клінічне тестування на цей стан. Проблема тут полягає не в дефіциті, а в надмірному утворенні дефектного білка в результаті мутації гена хантінгтіна (HTT). Відбувається накопичення триплетів CAG.
Чим частіше базовий триплет з’являється в гені HTT, тим більша ймовірність спалаху захворювання і тим раніше воно з’явиться. Оскільки CAG кодує амінокислоту глутамін, глутамін накопичується в білку HTT, який в результаті утворює нерозчинні агрегати.
Найпростіший спосіб запобігти цьому - повністю зупинити експресію генів HTT. Це також можливо завдяки спеціальному ASO. Вони спеціально зв'язують транскрипт РНК і гарантують, що вона розщеплюється і не перетворюється на білок.
Однак це стосується і другої, як правило, нормальної копії гена HTT. Оскільки HTT, здається, більше не виконує важливу функцію для дорослих, від нього, очевидно, не обійтися, пояснив професор Жан-Марк Бургундер з Бернського університету, Швейцарія. У будь-якому випадку жодних сигналів безпеки не надходило від експериментів на тваринах, і навіть у першому етапі дослідження I/II із зв'язуванням HTT-РНК ASO RG6042 щомісячне інтратекальне введення призводило лише до процедурних побічних ефектів.
Дослідження з 46 пацієнтами продемонструвало дозозалежне зниження значень HTT в спинномозковій тяжці до 40 відсотків, що вказує на зниження кори HTT на 60-80 відсотків. Усі пацієнти перебували на дуже ранній стадії захворювання.
Не було суттєвих відмінностей між окремими групами доз з точки зору рухових симптомів, але зв’язок між рівнем HTT та симптомами став ясним: у загальносвітовій шкалі хвороби Хантінгтона cUHDRS, яка також фіксує когнітивні та функціональні показники, пацієнти з низьким рівнем HTT значно кращий, ніж у тих з високим.
Дослідження, розпочате Іонісом та Роше, зараз проводиться відкрито з найвищою дозою (120 мг). Дві компанії застерігають від надмірних сподівань. Дослідження не було розроблене для демонстрації клінічних ефектів; тепер це слід зробити у більш масштабному дослідженні.
Залишається з’ясувати, чи насправді безпечна неминуча блокада нормального гена HTT під час такої терапії. Специфічні для алеля методи, які розпізнають лише РНК-транскрипт мутованого гена, але не здорового, були б кращими.
Це також можливо: певні відхилення в одному нуклеотиді пов'язані з розширенням CAG і можуть контролюватися як маркери. Минулого року було розпочато два етапи 1/2 дослідження із специфічними для алелів ASOs WVE-120101 та WVE-120101 від Wave Life Sciences.
Невеликі фрагменти РНК, так звана мікро-РНК (miРНК) та інтерференційна РНК (iRNA), також підходять як модулятори експресії. Вони також специфічно зв'язуються з певними транскриптами генів і деактивують їх. В даний час планується перше клінічне дослідження з мікроРНК проти HTT.
Проте конструкція РНК із позначенням AMT-130 повинна транспортуватися в мозок за допомогою вірусних векторів, подібно до генної терапії. Дослідження має розпочатися цього року, пояснив Бургундер. У моделях на тваринах такі конструкції фактично зупинили виробництво HTT.
Однак найвищою терапією буде відновлення дефектного гена в нервових клітинах за допомогою методу CRISPR-Cas9. Здається, це також працює наполовину в експериментах на тваринах.
Атаксія Фрідрайха
В принципі, дефект тут схожий на дефект хвороби Хантінгтона: триплети бази, в даному випадку GAA, накопичуються в гені фратаксину (FXN). Результатом є не бракований проблемний білок, але в крайньому випадку зовсім.
Первинна розшифровка не може бути оброблена належним чином, що призводить до дефіциту фратаксину у пацієнтів-гомозиготів. Оскільки фратаксин необхідний для утворення залізо-сірчаних комплексів у мітохондріях, дефіцит сприяє підвищенню концентрації заліза в органелах та окислювальному пошкодженню, що, в свою чергу, призводить до виродження різних нервових провідників - принаймні, така модель пояснення на сьогодні.
Решта, хоча і низька експресія генів забезпечує принаймні функціональні білки. Отже, ключем до терапії було б підвищення експресії. Очевидно, повтори GAA впливають на структуру хроматину. Хроматин гена FXN згортається занадто швидко після відкриття і більше не може бути зчитаний.
За це відповідає гістондеацетилаза (HDAC). Отже, блокатори HDAC, такі як нікотинамід, можуть збільшити експресію FXN. Однак існує ризик того, що модуляція хроматину також змінює експресію інших генів. Однак, згідно з експериментами на тваринах, це не стосується деяких нещодавно розроблених цілком специфічних блокаторів HDAC, пояснив д-р. Массімо Пандольфо з Брюссельського університету, Бельгія.
Сімейна амілоїдна полінейропатія (FAP)
У сімейних пацієнтів з амілоїдною полінейропатією (FAP) спостерігаються мутації гена транстиретину (TTR). Вони призводять до скупчення білків через розпалися фрагменти, а вище - до амілоїдозу тканин. Крім усього іншого, TTR транспортує гормони щитовидної залози; він в основному синтезується в печінці та відкладається в інших органах.
Трансплантація печінки може зупинити амілоїдоз, а діюча речовина тафімідис стабілізує білок. Тим часом, однак, терапія АСО також скоро буде запроваджена. Комітет ЄМА з лікарських препаратів для людського використання (CHMP) рекомендував затвердити діючу речовину інотерсен на початку червня.
Він зв'язує розшифровку TTR і деактивує його. Дослідження фази 3 показало значне зменшення невропатичних симптомів під час лікування.
Тут також проводяться експерименти з використанням новітніх технологій генної лабораторії: У експериментах на тваринах метод CRISPR-Cas9 використовувався для відновлення мутованого гена TTR в печінці.
Альцгеймера
Нові засоби також виявляються придатними для уникнення відкладення білка при різних спорадичних захворюваннях, таких як хвороба Альцгеймера. Торік Іоніс розпочав перше клінічне дослідження з ASO проти білка тау (IONIS MAPTRx). Учасники - 44 пацієнти з легкою деменцією Альцгеймера.
Оскільки масивні відкладення роси поєднуються з нейродегенерацією та когнітивними симптомами, це може бути терапією, яка також працює при перших симптомах деменції - але лише в тому випадку, якщо тау є не просто маркером нейродегенерації, а насправді спричиняє загибель нерва.