Снижение уровня гентингтина привлекает большое внимание исследователей БГ, и на это есть веские причины. Это первый потенциальный метод лечения, разработанный для прямого воздействия на причину БГ — белок гентингтин. Но у существующих подходов к снижению уровня гентингтина есть ограничения: они требуют доставки в цереброспинальную жидкость или операции на головном мозге для их введения, могут ограниченно распределяться в головном мозге и не проникают через гематоэнцефалический барьер (именно поэтому они требуют люмбальной пункции или операции на головном мозге). Они также не снижают уровень гентингтина за пределами головного мозга в “периферических” тканях.

Ученые из PTC Therapeutics недавно опубликовали свою работу в престижном журнале Nature Communications, описав серию лекарственных молекул, которые могут снижать уровень гентингтина, принимаются перорально и распространяются по всему головному мозгу и организму. Еще 5 лет назад эти результаты показались бы научной фантастикой. Но в эпоху пост-2020 чудеса не прекращаются! Итак, давайте разберемся, что показывают полученные данные и что это значит для развития проблемы снижения уровня гентингтина.

Иголка в стоге сена

PTC начала с проверки огромной библиотеки разнообразных соединений — около 300 000 различных молекул! Они протестировали каждую из этих молекул на клетках, полученных от пациентов с БГ. Это важный первый шаг для выявления перспективных соединений, потому что молекулы проверяются на предмет их воздействия на клетки человека. Часто лекарства действуют не так, как предполагали ученые, если исследования проводятся только на животных моделях, а затем тестируются на людях. Первая проверка на человеческих клетках позволяет предположить, что лекарственные молекулы окажут желаемый эффект в единственном организме, который нас больше всего интересует — у людей.

Изменение сообщения

Из этих 300 000 молекул ученые PTC остановились на двух перспективных вариантах, которые способны снижать уровень гентингтина в клетках человека. Обе молекулы являются “модуляторами сплайсинга”, что означает, что они могут снижать уровень гентингтина, изменяя способ считывания информации, на основе которой образуется белок гентингтин. Ученые из PTC проанализировали эти молекулы в различных экспериментах, а также изучили очень похожую на них молекулу, которую они назвали HTT-C2.

Каждый ген можно представить как книгу с рассказами. Когда последовательность гена, или история, заканчивается, в заключительной части пишется “Конец”, сигнализируя клетке, что последовательность этого гена завершена. Эти модуляторы сплайсинга работают перемещают последнюю страницу вверх, так что команда “Конец” появляется раньше конца последовательности. Поскольку история в этом случае больше не имеет смысла, клетка уничтожает это сообщение и не производит соответствующий белок. Точно так же, как если бы вы выбросили книгу с бессмысленным и преждевременным концом типа: "Однажды, конец”.

Избирательный прицел на гентингтин

Одним из недостатков препаратов-модуляторов сплайсинга, подобных тем, которые были выявлены PTC, по сравнению с другими подходами, специально разработанными для воздействия только на последовательность, кодирующую гентингтин, являются “ внемишеневые эффекты”. Препараты, подобные HTT-C2, могут также изменить место расположения “конца” в других генах. Но хорошая новость заключается в том, что HTT-C2 в малых дозах, похоже, влияет в первую очередь именно на гентингтин, а не на другие гены. Когда проводились эксперименты по исследованию всех генов в обработанных клетках, распространенных последствий не наблюдалось даже при дозах, намного превышающих те, которые когда-либо использовались. Это говорит о том, что HTT-C2 удивительным образом способен различать только ген гентингтина, несмотря на возможность влияния на продукты других генов.

Эффекты регулируемы и обратимы

Но все предыдущие эксперименты проводились на клетках в лабораторных условиях. Что произойдет, если дать HTT-C2 полноценному организму? Будет ли он иметь тот же эффект? Может ли он снизить уровень гентингтина в головном мозге? Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи PTC обратились к мышиным моделям БГ.

«Этот новый тип подхода, позволяющий снизить уровень гентингтина с помощью таблетки, может стать переломным моментом для пациентов, которые не решаются на более инвазивные методы лечения. »

Мышам ежедневно давали HTT-C2. Да, вы правильно прочитали — мышам давали этот препарат перорально. Это огромное отличие от предыдущих методов лечения для снижения уровня гентингтина! Для тех, кто следит за развитием исследований в области снижения уровня гентингтина известно, предыдущие методы лечения требовали либо люмбальной пункции, либо операции на головном мозге, что не является идеальным вариантом. Этот новый подход, позволяющий снизить уровень гентингтина с помощью таблетки, может изменить ситуацию для пациентов, которые не решаются на более инвазивные методы лечения.

Обнадеживает то, что чем больше HTT-C2 давали мышам, тем больше снижался уровень гентингтина. Это отличная новость, поскольку она позволяет предположить, что дозу HTT-C2 можно активно регулировать, чтобы влиять на выраженность желаемого эффекта. Мы пока не знаем, насколько сильно должен быть снижен общий уровень гентингтина у людей, чтобы получить необходимый эффект без вреда для здоровья, так что это огромное преимущество в плане безопасности — если гентингтин снижен недостаточно, можно дать больше препарата, а если гентингтин снижен слишком сильно, можно уменьшить дозу.

Еще одним интересным открытием стало то, что действие HTT-C2 было быстро обратимым. Уже через 10 дней после прекращения лечения уровень гентингтина вернулся к тому, который наблюдался до начала лечения. Это еще одно важное преимущество в плане безопасности — “вымывание” этого препарата происходит очень быстро, то есть время, необходимое для того, чтобы препарат покинул организм пациента, будет относительно коротким. Если после введения HTT-C2 наблюдаются негативные последствия, их можно быстро обратить вспять. Однако 10 дней — это срок вымывания препарата у мышей, а у людей он, скорее всего, будет другим.

Уменьшает содержание гентингтина в головном мозге и во всем организме

Лечение HTT-C2 направлено как на увеличенную, так и на неизмененную копии гентингтина, что отличается от текущих подходов компании Wave Life Sciences на основе АСО, которые направлены только на измененную его копию. Поскольку нормальная копия гентингтина все еще необходима для выполнения нормальной работы внутри клеток, важно контролировать, насколько снижается уровень обеих копий.

Когда исследователи изучили мозг мышей с БГ, получавших препарат HTT-C2, они увидели, что во всем головном мозге на 50 % уменьшилось количество как измененного, так и нормального гентингтина. В том числе в областях, наиболее уязвимых при БГ, что говорит о том, что HTT-C2 оказывает эффект именно там, где он больше всего необходим.

Гентингтин экспрессируется во всех типах клеток организма, а не только в головном мозге. И, несмотря на то, что мы знаем о влиянии БГ на мозг, поскольку изменения в нем определяют наиболее очевидные проявления заболевания, такие как изменения настроения и хорея, существуют также эффекты в других тканях, таких как сердце и мышцы. В связи с этим может быть полезно снижать уровень гентингтина во всех тканях, а не только в головном мозге.

Когда авторы проанализировали, насколько сильно HTT-C2 снижает уровень гентингтина в тканях вне головного мозга, они обнаружили, что снижение было намного больше, чем в головном мозге — более чем на 90 %! Исследования показывают, что 50-процентного снижения вполне достаточно, но 90 % — это, скорее всего, слишком много.

Из соображений безопасности исследователи из PTC доработали препарат, изменив его химическую структуру, в результате чего появился еще один препарат, который они назвали HTT-D3. Когда препарат вводили мышам, HTT-D3 снижал уровень гентингтина как в головном мозге, так и в целом организме примерно на 50 %.

«Модуляторы сплайсинга, такие как HTT-D3 из этой статьи и PTC-518 из программы PTC по разработке лекарств, похоже, соответствуют всем требованиям - они снижают уровень гентингтина как внутри головного мозга, так и за его пределами, их можно принимать перорально, они проходят через гематоэнцефалический барьер, и они селективны в отношении гентингтина. »

Что дальше ждет модуляторы сплайсинга при БГ?

Модуляторы сплайсинга — это новый привлекательный подход к снижению уровня гентингтина. Обнадеживает то, что аналогичный препарат под названием рисдиплам уже получил одобрение FDA и в настоящее время применяется для лечения другого нейродегенеративного заболевания — спинальной мышечной атрофии. Это повышает вероятность того, что нечто подобное может быть использовано для лечения БГ.

В то время как HTT-D3 использовался в данной работе как препарат для доказательства концепции, компания PTC Therapeutics продвигается вперед с другим препаратом, разработанным в рамках ее программы. Этот препарат называется PTC-518. В настоящее время продолжается исследование 1 фазы по оценке безопасности PTC-518 на людях, не страдающих БГ, однако промежуточные результаты свидетельствуют о том, что исследование проходит успешно. До сих пор препарат хорошо переносился без каких-либо нежелательных явлений. Препарат действует на гентингтин, и его экспрессия снижается в зависимости от дозы, подобно тому, как это наблюдалось в мышиных моделях. Исследование фазы 2 на пациентах с БГ планируется начать к концу 2022 года.

Модуляторы сплайсинга, такие как HTT-D3 из этой статьи и PTC-518 из программы PTC по разработке лекарств, похоже, соответствуют всем требованиям — они снижают уровень гентингтина как внутри головного мозга, так и за его пределами, их можно принимать перорально, они проходят через гематоэнцефалический барьер, и они селективны в отношении гентингтина. В год тяжелых новостей для исследований в области БГ это кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой. Но уже сейчас данные выглядят очень многообещающе, и сообщество по БГ с нетерпением ждет обнадеживающих новостей.

Поделиться