Олигонуклеотиды как лекарство
Жена навела на интересную историю. Часто доводится писать об открытиях, которым до клиники еще годы, а тут открытию уже лет десять примерно и буквально месяц-другой назад оно как раз добралось до клиники.
Есть такая очень страшная генетическая болезнь - spinal muscular atrophy (SMA), поражает примерно одного на 10,000 новорожденных. При ней умирают нейроны соединяющие спинной мозг с мышцами, со вполне ожидаемыми последствиями - неспособность двигаться, поддерживать позу, даже дышать. Вызывается она дефектом в гене SMN1 и наследуется как рецессивный признак, т.е. достаточно одной нормальной копии гена для того, чтобы болезнь не проявилась. Если обе копии гена SMN1 дефективные, то в нейронах нет белка SMN и они умирают.
Ребенок с SMA (взято из блога родителей этой девочки)
Помимо гена SMN1 существует еще ген SMN2, который является почти полной копией SMN1, и мог бы компенсировать отсутствие этого белка при дефекте SMN1. Однако в SMN2 у всех людей есть мутация, которая ведет к тому, что большая часть производимого им белка (90%) является очень нестабильной. То есть SMN2 производит белок, но в количествах недостаточных для выживания нейронов. Что интересно - количество копий SMN2 у людей разное - у некоторых его две копии (по одной на каждой хромосоме), а у других три копии или даже больше. Соответственно, чем больше копий SMN2 у человека, тем больше белка SMN производится в нейронах, тем больше нейронов выживает, и тем мягче симптомы SMA. Больше чем у половины больных SMA есть всего две копии SMN2, у них симптомы проявляются прямо при рождении. У детей с тремя копиями SMN2, симптомы проявляются между 7 и 18 месяцами. Если SMN2 от четырех до восьми копий, то симптомы проявляются позже в детстве или даже во взрослом возрасте.
Что именно делает SMN и почему его недостаток ведет к отмиранию нейронов до сих пор неизвестно (для специалистов - он связан с образованием spliceosomal small nuclear ribonucleoprotein particles). Зато неплохо известно, почему из гена SMN2 его получается мало (неправильный сплайсинг ведет к потере одного из экзонов) и для коррекции было разработано довольно необычное лекарство - синтетический олигомер. Это некое подобие олигонуклеотида, но его модифицируют так, чтобы разного рода нуклеазы его не резали. Он связывается в определенном месте mRNA гена SMN2 и блокирует сигнал для сплайсинга, так что вырезание экзона не происходит. Технологии этой уже лет 30-40 и каждые лет 5 про нее говорят, что "ну вот сейчас то она созрела для клиники", но до сих пор успехов особых не было.
Тесты в мышах этого олигомера показали, что единственная инъекция в около-спинномозговую жидкость восстанавливает производство белка и удлинняет жизнь больных мышей раз в десять (обычно они живут дней 20, а тут проживали 200 с гаком). Что интересно, подкожная инъекция работала даже лучше. На основе этих данных FDA разрешило тестирование на детях, открытое, без плацебо. Результаты были получены обнадеживающие и FDA быстро разрешило сделать третью фазу испытания, по стандартной рандомизированной, двойной слепой, плацебо-контролируемой схеме. На первом же анализе предварительных данных полученный эффект был настолько существенным, что испытание прекратили и всем детям стали давать олигомер. Нет, полного излечения не произошло, но развитие болезни было задержано или даже частично обращено вспять практически во всех детях. И вот буквально только что FDA формально разрешило применение этого олигомера для лечения SMA. Сейчас уже в клинике будут наблюдать над эффективностью и тестировать что происходит если олигомер начинать колоть сразу после рождения, а не спустя какой-то срок и насколько можно растянут дозы. В испытаниях инъекции делали в около-спинно-мозговую жидкость, наверно будут тестировать и подкожные инъекции. Говорят таже и о том, чтобы делать генную терапию, так чтобы не требовалось постоянных инъекций, а чтобы SMN синтезировался в клетках постоянно.
Этот пример также сулит возможности для лечения других болезней, в которых известно, что проблема заключается в недостаточном или избыточном производстве какого-либо белка (но не для коррекции дефектного белка).
Полезные ссылки по теме:
A single administration of morpholino antisense oligomer rescues spinal muscular atrophy in mouse
Peripheral SMN restoration is essential for long-term rescue of a severe spinal muscular atrophy mouse model
Antisense Therapy for SMA
Nusinersen, an antisense oligonucleotide drug for spinal muscular atrophy
Positive Trials of Spinal Muscular Atrophy Bode Well for Antisense Approach
Gene and Stem Cell Therapies Make Strong Showing at ALS/MND Meeting
Есть такая очень страшная генетическая болезнь - spinal muscular atrophy (SMA), поражает примерно одного на 10,000 новорожденных. При ней умирают нейроны соединяющие спинной мозг с мышцами, со вполне ожидаемыми последствиями - неспособность двигаться, поддерживать позу, даже дышать. Вызывается она дефектом в гене SMN1 и наследуется как рецессивный признак, т.е. достаточно одной нормальной копии гена для того, чтобы болезнь не проявилась. Если обе копии гена SMN1 дефективные, то в нейронах нет белка SMN и они умирают.
Ребенок с SMA (взято из блога родителей этой девочки)
Помимо гена SMN1 существует еще ген SMN2, который является почти полной копией SMN1, и мог бы компенсировать отсутствие этого белка при дефекте SMN1. Однако в SMN2 у всех людей есть мутация, которая ведет к тому, что большая часть производимого им белка (90%) является очень нестабильной. То есть SMN2 производит белок, но в количествах недостаточных для выживания нейронов. Что интересно - количество копий SMN2 у людей разное - у некоторых его две копии (по одной на каждой хромосоме), а у других три копии или даже больше. Соответственно, чем больше копий SMN2 у человека, тем больше белка SMN производится в нейронах, тем больше нейронов выживает, и тем мягче симптомы SMA. Больше чем у половины больных SMA есть всего две копии SMN2, у них симптомы проявляются прямо при рождении. У детей с тремя копиями SMN2, симптомы проявляются между 7 и 18 месяцами. Если SMN2 от четырех до восьми копий, то симптомы проявляются позже в детстве или даже во взрослом возрасте.
Что именно делает SMN и почему его недостаток ведет к отмиранию нейронов до сих пор неизвестно (для специалистов - он связан с образованием spliceosomal small nuclear ribonucleoprotein particles). Зато неплохо известно, почему из гена SMN2 его получается мало (неправильный сплайсинг ведет к потере одного из экзонов) и для коррекции было разработано довольно необычное лекарство - синтетический олигомер. Это некое подобие олигонуклеотида, но его модифицируют так, чтобы разного рода нуклеазы его не резали. Он связывается в определенном месте mRNA гена SMN2 и блокирует сигнал для сплайсинга, так что вырезание экзона не происходит. Технологии этой уже лет 30-40 и каждые лет 5 про нее говорят, что "ну вот сейчас то она созрела для клиники", но до сих пор успехов особых не было.
Тесты в мышах этого олигомера показали, что единственная инъекция в около-спинномозговую жидкость восстанавливает производство белка и удлинняет жизнь больных мышей раз в десять (обычно они живут дней 20, а тут проживали 200 с гаком). Что интересно, подкожная инъекция работала даже лучше. На основе этих данных FDA разрешило тестирование на детях, открытое, без плацебо. Результаты были получены обнадеживающие и FDA быстро разрешило сделать третью фазу испытания, по стандартной рандомизированной, двойной слепой, плацебо-контролируемой схеме. На первом же анализе предварительных данных полученный эффект был настолько существенным, что испытание прекратили и всем детям стали давать олигомер. Нет, полного излечения не произошло, но развитие болезни было задержано или даже частично обращено вспять практически во всех детях. И вот буквально только что FDA формально разрешило применение этого олигомера для лечения SMA. Сейчас уже в клинике будут наблюдать над эффективностью и тестировать что происходит если олигомер начинать колоть сразу после рождения, а не спустя какой-то срок и насколько можно растянут дозы. В испытаниях инъекции делали в около-спинно-мозговую жидкость, наверно будут тестировать и подкожные инъекции. Говорят таже и о том, чтобы делать генную терапию, так чтобы не требовалось постоянных инъекций, а чтобы SMN синтезировался в клетках постоянно.
Этот пример также сулит возможности для лечения других болезней, в которых известно, что проблема заключается в недостаточном или избыточном производстве какого-либо белка (но не для коррекции дефектного белка).
Полезные ссылки по теме:
A single administration of morpholino antisense oligomer rescues spinal muscular atrophy in mouse
Peripheral SMN restoration is essential for long-term rescue of a severe spinal muscular atrophy mouse model
Antisense Therapy for SMA
Nusinersen, an antisense oligonucleotide drug for spinal muscular atrophy
Positive Trials of Spinal Muscular Atrophy Bode Well for Antisense Approach
Gene and Stem Cell Therapies Make Strong Showing at ALS/MND Meeting