Breaking the silence of RNA interference drugs — ABC Chemicals

Интерференционная терапия РНК прошла долгий и извилистый путь от открытия к рынку

Когда речь заходит о будущем биологических лекарств, генная терапия попала в заголовки газет, и в центре внимания часто находится редактирование генов на основе Crispr. Но на заднем плане, молчание генов с использованием РНК-вмешательства незаметно перешло от академического интереса к рыночному лечению, с первой в этом году терапией РНКи, одобренной в США.

И это только начало. Многие компании продвигают кандидатов через клинические испытания. «Концепция возможности обратимого выключения одного гена мы считаем революционной. Если нам кажется, что мы вступаем в золотой век интерференции РНК, — говорит Крис Анзалоне, исполнительный директор компании Arrowhead Pharmaceuticals, специализирующейся на РНК, чей слоган «молчать ген, молчать болезнь».

Breaking the silence of RNA interference drugs - ABC Chemicals

РНК-интерференция — это естественное явление, о котором впервые было сообщено в 1998 году. В 2006 году ее первооткрыватели получили Нобелевскую премию в области медицины. Она является частью механизма управления экспрессией генов, а также защитным механизмом против определенных вирусов. Но его также можно использовать, чтобы заставить замолчать определенные гены, которые производят вредные или больные белки. Используя короткую интерферирующую РНК (siRNA) или микроРНК (miRNA), процесс может задействовать клеточные механизмы для разрушения соответствующей последовательности мессенджерной РНК (мРНК), которая кодирует белок, вызывающий заболевание.

Крупная фармацевтика заинтересовалась RNAi с самого начала, но большинство позже отказалось. Американская фирма Merck & Co заплатила более миллиарда долларов за Sirna Therapeutics в 2006 году, но через восемь лет продала свои активы Alnylam за долю от этой цены. Теперь, когда технология становится более зрелой, специализированные компании RNAi добиваются успеха, и во многих случаях заключают партнерские или лицензионные соглашения с крупными фармацевтическими компаниями.

Если вы получаете siRNAs в клетку, вам, возможно, придется дозировать пациентов каждые шесть месяцев, даже девять месяцев в неделящихся клетках

Спектр состояний в линии огня RNAi впечатляет и разнообразен, с клиническими и доклиническими кандидатами, разрабатываемыми для лечения метаболических нарушений, инфекционных заболеваний, нейродегенеративных состояний, сердечно-сосудистых заболеваний и даже рака. «Мы можем бороться с болезнями и целями, которые невозможно преодолеть раньше, чем мы», — говорит Анзалоне. «Там будут десятки новых лекарств».

Alnylam является первым, кто пересек линию, с одобрения Onpattro (patisiran). Препарат лечит редкое и часто смертельное состояние (наследственный транстиретиновый амилоидоз), при котором вредные белки откладываются по всему организму. Алнылам решил нацелиться на печень рано. «Примерно в 2004 году мы решили, что нам бы хотелось доставлять клетки гепатоцитов в печени, потому что там очень много мишеней», — говорит Акшай Вайшнау, руководитель отдела исследований и разработок в Alnylam. «Печень — это белковая фабрика организма. Он производит белки, важные для печени, а также для других органов ».

Патисиран — это синтетическая миРНК, закрепленная в наночастице на основе липидов. Это один из способов преодоления огромного препятствия для основанной на РНК терапии — доставлять их без необходимости расщепления нуклеазами организма или реагирования иммунной системы. «Обнаженная РНК активирует врожденную иммунную систему, и это было огромной проблемой», — говорит Стивен Дауди, молекулярный биолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего, США, который изучал существующие барьеры для РНК-терапии. Голые заряженные РНК также быстро очищаются почками и печенью. «Вы должны бороться с миллиардами лет клеточной защиты, чтобы доставить РНК через липидный бислой [клеток]», — объясняет Доуди.

В то время как Патизиран полагается на липидную наночастицу, почти все кандидаты в клинических испытаниях используют другую стратегию, чтобы уклониться от этой защиты путем химической модификации РНК. Двухцепочечные нити siRNA, естественно, имеют фосфодиэфирные связи, которые заряжены, гидрофильны и легко атакуются нуклеазами. Замена серы на атомы кислорода создает фосфоротиоатную связь на концах нитей РНК, что улучшает стабильность и эффективность. Другим вариантом является замена гидроксильных групп метильной или фторгруппой.

Тем не менее, молекулы миРНК составляют около 14 килодальтон, что слишком велико, чтобы просто проскользнуть через клеточную мембрану. Печень предлагает путь. Щетина гепатоцитов с тримерными рецепторами асиалогликопротеинов (ASGPRS). Эти рецепторы связываются с гликопротеинами, у которых отсутствует терминальная часть сиаловой кислоты в их сахарном оформлении, которые обычно являются либо расщепленными человеческими белками, либо бактериальными белками, и вытягивают их в клетку, чтобы вывести их из кровообращения, говорит Доуди.

Идеальный лиганд для этих рецепторов N-ацетилгалактозамин (GalNAc). «GalNAc связывается с рецептором ASGP, и на гепатоцит приходится около миллиона копий, которые переворачиваются каждые 10–15 минут», — объясняет Доуди. Следовательно, присоединение GalNAc к терапии RNAi дает ему свободный проход в печень. «Мы разработали технологию« умного линкера », благодаря которой остатки GalNAc отпадают, а миРНК высвобождается в цитозоль клетки», — говорит Вайшнау. Рецептор GalNAc предлагает такое впечатляющее открытие, что его используют почти все кандидаты в клинику, нацеленные на печень.

Британская компания Silence Therapeutics также использует технологию GalNAc для глушения гена в печени. «Это негативный регулятор гепсидина, который регулирует содержание железа в крови», — объясняет исполнительный директор Дэвид Соломон. Кандидат на препарат (SLN124) движется к начальному клиническому испытанию, направленному на снижение потребности в переливаниях у пациентов с нарушениями функции гемоглобина (бета-талассемия). Соломон подчеркивает, что RNAi предлагает лекарство двойной точности: «Оно специфично для печени и внутри печени для одного гена».

Мы можем преследовать болезни и непреодолимые цели, которые мы никогда не могли преследовать раньше

Многие из разработанных методов лечения предназначены для редких состояний, когда существует возможность окупить затраты на разработку за счет высоких цен. Dicerna Pharmaceuticals, расположенная в Кембридже, США, занимается лечением семейства тяжелых, редких заболеваний печени, вызванных слишком большим количеством оксалатов, которые обычно выводятся в виде отходов через почки.

Но за пределами области редких заболеваний у Arrowhead есть кандидат (ARO-HBV) для хронического гепатита B, который заражает сотни миллионов людей. «Это сделано для того, чтобы заставить замолчать все, что делает вирус, и мы надеемся, что, если вы сможете это сделать, вы сможете включить функциональное излечение. Вопрос в том, как долго вы должны обеспечивать молчание, чтобы иммунная система могла полностью очистить вирус », — говорит Анзалоне.

Несколько компаний также внедряют РНКи для лечения высоких уровней холестерина, вызванных гиперхолестеринемией, обусловленной генетическим состоянием, что снижает риск сердечных заболеваний у этих пациентов. Инклисиран от Alnylam, разработанный в сотрудничестве с The Medicines Company, блокирует печень от выработки энзима PCSK9, который снижает липопротеин низкой плотности (ЛПНП). «Если вы придерживаетесь западной диеты, вам, вероятно, понадобится РНК-терапия, нацеленная на PCSK9 в печени при гиперхолестеринемии», — говорит Доуди.

Эти методы лечения могут конкурировать с ежемесячной терапией антителами или ежедневными статинами для снижения уровня холестерина. «Медикаментозная компания оценивает инъекции один раз каждые шесть месяцев на этапе III. Таким образом, вы могли бы принимать препарат, который вводится так редко, что это значительно улучшает соблюдение, потому что это одна из больших проблем с контролем холестерина. Люди не останавливаются на оральной терапии статинами », — говорит Вайшнау.

«Для гепатоцитов такое ощущение, что нам просто нужно повернуть ручку. Все, что нам нужно, это время и деньги, чтобы продвинуть их на рынок », — говорит Анзалоне. Удивительно длительный нокдаун генов сообщается. «Мы думали, что лечение Альфа-1 при заболеваниях печени можно проводить один раз в месяц, но сейчас оно выглядит примерно раз в квартал или даже меньше», — говорит Анзалоне.

Breaking the silence of RNA interference drugs - ABC Chemicals

Большая проблема — выйти за пределы печени. «Мы начинаем видеть новые лиганды и новые подходы к доставке этих РНК-препаратов в ткани вне печени», — говорит Доуди. В легких ведущая программа Arrowhead нацелена на эпителиальный натриевый канал для лечения муковисцидоза. Препараты с небольшими молекулами подавляют натриевые каналы в легочной ткани, а также в клетках почек, что является токсичным. «Мы будем первыми, кто сбьет его с легкого, но пощадит почку», — говорит Анзалоне. «Это также было бы отличным доказательством концепции с точки зрения нашей способности проникать в эпителиальные клетки легких посредством ингаляции. Это может привести к полдюжине других наркотиков. Состояния, такие как астма, хроническое обструктивное заболевание легких (ХОБЛ) и легочный фиброз, могут быть направлены на терапию РНКи.

Одним из существенных препятствий является длительность глушения генов в других тканях. «Когда вы говорите о тканях вне печени, то вы видите очень небольшое количество молекул, попадающих в клетки этих типов. Это просто факт, поэтому вам нужно выжать из этих лекарств все потенции », — говорит Анзалоне. Для РНК непросто вырваться из эндосомы — пузырчатого липидного бислоя, который он втягивает внутрь клетки, — и попасть к своей цели внутри клетки. Лишь небольшое количество нужно убежать. «Как только вы выйдете из эндосомы, вы сможете получить невероятно длительный эффект», — говорит Доуди, поскольку миРНК может усиливаться внутри клетки. «Даже 0.1% достаточно хорошо. Если вы выводите siРНК в клетку, вам, возможно, придется дозировать пациентов каждые шесть месяцев, даже девять месяцев в неделящихся клетках », — говорит Доуди.

Соломан из Silence сравнивает первоначальное обещание РНК-интерференции, а затем трудный извилистый путь к пациентам с опытом применения моноклональных антител. «Люди больше не говорят о компаниях по производству антител. Они говорят о компаниях, которые занимаются конкретными заболеваниями », — говорит он. «Это будет иметь место с компаниями RNAi. По мере созревания этой области лежащая в основе технология будет использоваться для целого ряда заболеваний, от лечения рака до иммунных нарушений, гематологических нарушений, респираторных и даже дерматологических заболеваний ».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *