Исследователи Института Джона Хопкинса определяют новую биологическую цель для лечения спинальной мышечной атрофии

В отчете о работе, опубликованном в журнале «Neuron» 23 декабря 2016г., исследователи говорят, что комбинированная терапия увеличивает продолжительность жизни, массу тела и подвижность мотонейронов у мышей со спинальной мышечной атрофией, — относительно редким наследственным нарушением, характеризуемым потерей мотонейронов или нервных клеток, отвечающих за их подвижность.

Nusinersen, одобренный FDAв декабре 2016 года, стал первым препаратом для лечения спинальной мышечной атрофии, наряду с несколькими другими экспериментальными препаратами, находящимися на стадии клинических испытаний. Исследователи Института Джона Хопкинса и их коллеги говорят, что терапия Nusinersen «усиленная» дополнительным препаратом, если подтвердят дальнейшие исследования, имеет потенциал значительно улучшить жизнь людей с СМА.

Исследователи предупреждают, что «усиленная терапия», используемая в их новых разработках, еще не скоро будет доступна в продаже или даже в испытаниях на людях; сначала должны пройти годы исследований на безопасность и эффективность на животных. Но они добавляют, что результаты их исследований дают по крайней мере еще одно направление к расширению пользы от использования препарата Nusinersen.  

«Препарат Nusinersen, недавно одобренный FDA, может иметь «потолочный эффект», т.к. не может полностью излечивать нарушения», — говорит Шаролотт Самнер, Д.М.Н., профессор неврологии Медицинского Университета Джона Хопкинса.

«Наш подход заключался во взаимодействии с разработчиками Nusinersen, чтобы определить способ повысить эффективность препарата для самых тяжелых больных».

СМА, — одна их основных генетических причин смертности младенцев, имеет причиной недостаток белка выживаемости мотонейронов (SMN). Нарушение вызвано мутацией гена SMN1, вырабатывающим SMN, белок мотонейронов, важный для развития. Один из 40 человек является носителем поврежденного гена, вызывающего спинальную мышечную атрофию, и по меньшей мере один из 6000 детей в мире, независимо от этнической группы, рождается с этим заболеванием.

Изучая механизмы, которые могут влиять на уровень белка выживаемости мотонейронов, исследователи просмотрели геномную базу данных UCSC Genome Browser и обнаружили две генетические последовательности, которые соответствовали противоположной цепи ДНК гена SMN.

Используя программы, анализирующие последовательности ДНК, они определили, что они [две генетические последовательности] составляют одну длинную РНК. Этот тип РНК отличался, тем, что он не составлял и не кодировал инструкции белка протеина, как традиционный ген, а напротив, был «не кодирующим».

Исследователи обнаружили данный SMNдлинной, не кодирующей РНК, иначе говоря «линк-РНК», в человеческих эмбриональных почечных клетках, образцах клеток головного мозга и нейронах стволовых клеток как здоровых людей, так и людей со СМА 1 и 2 типов. У здоровых людей и мышей исследователи обнаружили высокий уровень протеина SMN до рождения и его снижение после рождения. Исследователи заметили противоположную модель с SMN длинной РНК; низкий уровень до рождения и увеличение после рождения в образцах спинного мозга у людей. Также они подтвердили аналогичные модели SMN протеина и SMN длинной РНК у эмбриональных мышей. Далее исследователи искали способ увеличить уровни генных продуктов СМА, РНК-мессенджера (мРНК), и, следовательно, уровни протеина подавлением или удалением SMN длинной РНК. Для этого  они создали восемь разных фрагментов ДНК, которые соответствовали противоположной цепи, названной антисмысловой версией SMN длинной РНК, которая связывается с длинной РНК и разрушает ее. После выведения клеток HeLa и нейронов из эмбрионов мышей с различным количеством противоположных цепей ДНК они заметили, что чем больше фрагментов ДНК они добавляют, тем больше мРНК уровни увеличивают этот код для белка СМА. Два из этих фрагментов ДНК, названые ASO-Aи ASO-Bбыли наиболее эффективны. Этот и другие эксперименты подсказали, что возможно SMN длинная РНК уменьшает уровень SMN мРНК, тем самым предотвращая  образование большого количества белка SMN.

Nusinersen и подобные соединения, разрабатываемые для лечения СМА, нацелены на увеличение продукта SMN гена, который преобразуется в пригодный для использования белок. Чтобы проверить, действительно ли выключение SMN длинной РНК может поднять уровень SMN и замедлить или остановить развитие СМА, ученые ввели 400 миллиграмм на килограмм фрагментов ASO-AДНК новорожденным мышам с тяжелой формой СМА в первый и третий день после рождения. На 10-ый день исследователи отметили сокращение на 70 процентов SMN длинной РНК в мозгу исследуемых мышей, но выживаемость, масса тела и способность вставать на ноги не улучшились в сравнении с мышами, которым вводили солевой раствор. Первое и новейшее одобренное FDAлечение препаратом Nusinersenполностью не излечивает болезнь, и в данном случае команда исследователей Самнер намеревалась проверить, будет ли использование ASO-Aсовместно с Nusinersenспособно в будущем улучшать мышечную форму и функциональность у мышей с СМА. Nusinersenтакже состоит и маленьких частей ДНК, которые изменяют процесс обработки SMN мРНК таким образом, что большая часть превращается в протеин.

Мышам со СМА  в первый день после рождения вводили либо только ASO-A, либо только Nusinersenменее 50 миллиграмм на килограмм, либо совместно ASO-Aи Nusinersen, либо солевой раствор. Пятнадцать мышей получили каждая свой тип лечения. Комбинированная терапия увеличила среднюю выживаемость до 37 дней, четыре мыши прожили более 120 дней.

Мыши, получившие солевой раствор и ASO-Aпрожили в среднем 18 дней, получившие только Nusinersen– в среднем 25 дней. Мыши, которым давали оба препарата, показали также в среднем увеличение массы тела до 14 грамм через 50 дней. Мыши, получившие только  Nusinersen, весили не более 6 грамм. Здоровые мыши весили примерно 20 грамм через 50 дней после рождения.

Исследователи также тестировали мышей на количество раз, которое те могут подняться на задние лапы за одну минуту в прозрачном цилиндре, — стандартный экспериментальный показатель двигательных способностей. Здоровые мыши поднимались примерно шесть раз, мыши с СМА, которых лечили обоими видами терапии, примерно 4 раза, а мыши только с одним лекарственным средством поднимались два раза. Самнер заявляет: «Мы еще не знаем, действительно ли SMN длинная РНК играет какую-либо роль в заболевании, но это подходящий объект, который мы использовали в нашем продвижении в лечении СМА у мышей. «Мы все еще выясняем, как и когда длинная РНК работает, и это дает нам лучшее представление о том, как направить ее более эффективно».

Самнер говорит, что длинные РНК являются все еще быстро развивающейся областью, и мы только начинаем изучать их действие и роль в заболевании.

Биоген, производитель Nusinersen, установил стоимость в 125,000 Долларов за инъекцию препарата, т.е. примерно 750,000 Долларов за первый год лечения. Препарат не будет запущен в серийное производство, т.к. СМА является редким заболеванием.

Кроме того, т.к. препарат не пересекает гематоэнцефаличнский барьер, его необходимо вводить через спинной мозг, что потребует специальных средств. Наиболее распространённые побочные эффекты препарата включают респираторные инфекции и запоры, с возможностью снижения уровня тромбоцитов и повреждения почек. Долгосрочные и длительные побочные эффекты, особенно если лечение затрагивает другие ткани вне нервной системы, еще не определены.   

Источник: News-medical

Перевод выполнен специально для «Семьи СМА»

Пер. Анна Руцкая

Комментарии: