A Hutchinson-Gilford Progeria megnyitja az utat az új, célzott öregedésgátló terápiákhoz

Kérlek keress feloscar.xiao@wecistanche.comtovábbi információért

A Hutchinson-Gilford Progeria egy felgyorsult öregedési szindróma, amelyet egy tartósan farnezilált mutáns A-lamin, az úgynevezett progerin okoz. Nemrég az FDA jóváhagyta a Lonafarnibot, a farneziltranszferáz inhibitort a progéria kezelésére, míg Koblan és munkatársai új génszerkesztési módszereket alkalmaztak a betegség kiváltó okának megcélzására az LMNA mutáció korrigálásával.

További információért kattintson ide

A Hutchinson-Gilford Progeria (HGPS) egy felgyorsult öregedési szindróma, amelyet alopecia jellemez,bioflavonoidokbőrsorvadás, rendellenes pigmentáció, lipodystrophia és szívelégtelenségből adódó átlagos életkor 14,3 éves halálozása. A progériát az LMNA gén mutációja okozza. Az A-lamin több poszttranszlációs módosuláson megy keresztül, beleértve a farnezil-izoprenoid lipidrész hozzáadását a C-terminális CaaXmotifhoz egy farnezil-transzferáz által, amely a nukleáris membránhoz köti. Ezt a lépést követi a terminális 3 aminosav hasítása a ZMPSTE24 metalloproteáz által, és a C-terminális karboximetilezése az izoprenil-cisztein-karboxi-metil-transz-feráz által. Végül a 15 C-terminális aminosavat, beleértve a farnezil farkat, a ZMPSTE24 hasítja, és az érett A-lamint a laminába szabadítja fel.

A cistanche öregedésgátló hatású

HGPS is caused by a de novo heterozygous point mutation in LMNA (c.1824 C>T; p.G608G) ezáltal aktivál egy rejtélyes illesztési helyet, és 50 aminosavat töröl, beleértve a ZMPSTE24 hasítási helyet is.'' Így a betegek felhalmozódnak egy csonka és tartósan farnezilált mutáns A-lamin, az úgynevezett progerin.vegyél cistanche-tA progerin a nukleáris membránhoz rögzítve marad, és domináns módon megbontja a nukleáris állványzatot, ami nukleáris rendellenességekhez, heterokromatin elvesztéséhez, telomer DNS-károsodáshoz és öregedéshez vezet.

Az intenzív vizsgálat néhány ígéretes terápiás stratégiához vezetett a progéria kezelésére. Ezek közé tartozik az LMNA mutáció CRISPR-alapú génszerkesztéssel történő javítása, oligonukleotid-alapú megközelítések a pre-mRNS aberráns splicingjének megakadályozására, olyan gyógyszerek, amelyek növelik a progerin clearance-ét, és olyan beavatkozások, amelyek a progerin expresszió downstream következményeit célozzák (pl. telomer DNS károsodás és öregedés).

Here, we discuss two recent breakthroughs that offer exciting opportunities for the treatment of progeria. In November 2020, the Food and Drug Administration (FDA) approved Lona-farnib (Zokinvy), a farnesyltransferase inhibitor(FTI), for the treatment of progeria, while David Liu's group used adenine base editors (ABE) to correct the progeric C>T mutáció.5

A progerin permanens farnezilezése és membrán megkötése indokolttá tette az FTI-k tesztelését, mint a progéria lehetséges beavatkozásait. Számos fehérje, köztük a kis GTP-ázok és a tirozin-foszfatázok, farnezilálódnak, és a Ras transzformáló aktivitásához fehérje prenilációra van szükség. Következésképpen az FTI-k a rosszindulatú daganatok kezelését célzó klinikai vizsgálatokba érkeztek, és ésszerűnek ítélték a progéria terápiás potenciáljának feltárását.

Az FTI-kezelés javította a HGPS-magok alakját és javította a fenotípusokat progeroid egerekben.6 Ezek az eredmények megalapozták két egykarú klinikai vizsgálatot, amelyben a farneziltranszferázt gátló gyógyszer, a Lonafarnib alkalmazták. 2007-ben 34 különböző országból 62, 2-17 év közötti HGPS-beteget vontak be. Az FTl-el végzett kezelés javította a súlygyarapodást és a csontsűrűséget, csökkentette a vaszkuláris merevséget és 2,5 évvel megnövelte a túlélést.78 Ezen eredmények alapján az FDA megadta a kérelem elsőbbségi felülvizsgálati státuszát, és a Lo-nafarnib áttörést jelentő terápiaként és ritka gyógyszerként minősítette. A Lonafarnib 2020 novemberében megkapta az FDA jóváhagyását, és az első gyógyszer a progéria kezelésére.

Bár a kísérleti eredmények biztatóak, a Lonafarnib-kezelés nem gyógyítja meg a progériát. Az FTI-k számos más fehérjét céloznak meg, amelyek hosszú távú káros hatásokat okozhatnak. Ezenkívül az egereken végzett kísérletek azt sugallták, hogy a progerin FTI jelenlétében geranilgeraniláción mehet keresztül. Így a geranilgeranil-transzferáz 1 gátlók kombinációja olyan gyógyszerekkel, amelyek a farnezil-pirofoszfátok bioszintetikus útját célozzák, mint például a zoledronsav (biszfoszfonát) és a pravasztatin, tovább csökkentheti a fehérje prenilációt.cisztanchMindazonáltal a javulás korlátozott lehet, mivel a nem farnezilálható progerin expressziója egérmodellben még mindig egy – bár enyhébb – fenotípusú betegséget eredményezett.” Ez rávilágít annak fontosságára, hogy megértsük a progerin pontos mechanizmusát. rontja a sejtek fiziológiáját és azt, hogy a fehérje preniláció blokkolása milyen mértékben befolyásolja azt, továbbá fontos olyan terápiás szerek kifejlesztése, amelyek a probléma kiváltó okát, az LMNA mutációt célozzák.

Lépjen be a genomszerkesztésbe

CRISPR-Cas9-mediated disruption of mutated LMNA previously resulted in improved phenotypes in HGPS fibroblasts and mouse models.4 However, these approaches have limited translational potential as they generated deletions and insertions. To circumvent this problem, laboratory-evolved ABEs were fused to a catalytically dead CRISPR-Cas nuclease and guided to the LMNA locus by a guide RNA. The ABE converted the mutated adenine (c.1824 C>T) to inosine, which pairs like guanine, restoring the complementary thymine back to cytosine (c.1824 T>C). cistanche AusztráliaA HGPS fibroblasztokban a mutált LMNA ABE által közvetített korrekciója nagy hatékonysággal (~90 százalék) ment végbe, és csökkent progerinszintet és helyreállított magmorfológiát eredményezett.

Az ABC-k in vivo teszteléséhez adeno-asszociált vírus9(AAV9)kapszidokat használtunk az ABC-k eljuttatására a humán LMNA G608G mutációt hordozó egerekhez. Az injekciókat a születés utáni 3. napon (P3) és P14-ben adtuk be, és a korrekciós gyakoriságot 6 héttel és 6 hónappal az injekció beadása után értékeltük. A korrekciós gyakoriságok 10 százaléktól -30 százalékig terjedtek a szívben, a quadban, az aortában és a csontban, egészen a máj 60 százalékáig. A szerkesztés kevésbé volt hatékony a tüdőben, a bőrben, a zsigeri zsírban és a fehér zsírszövetben, a vesékben és a lépben. Érdekes módon a korrigált LMNA mennyisége számos szövetben nőtt az idő múlásával. Ez annak tudható be, hogy egyes szövetekben megmaradnak az AAV-k, és folytatják a szerkesztési folyamatot, vagy a szerkesztett sejteket, amelyek növekedési előnyt mutatnak a nem korrigált sejtekkel szemben. Ezzel a felfogással összhangban a progerinszintek jelentősen csökkentek a májban (-87 százalék), a szívben (-86 százalék) és az aortában (-49 százalék). A HGPS-ben szenvedő betegek kardiovaszkuláris szövődményeit a vaszkuláris simaizomsejtek (VSMC) elvesztése, a periadventitialis megvastagodás és az aorta merevsége jellemzi.cistanche előnyeiFontos, hogy a kezelt egerek aortájában 11-szeresére nőtt a VSMC, helyreállt a járulékos megvastagodás, és a kezelt egerek élettartama 2{2}}-szeresére nőtt.

Néhány idős, kezelt egernél azonban májdaganatok alakultak ki, amelyek AAV-beillesztésből származhattak, és májtumorogenezissel társultak. További vizsgálatokra lesz szükség az AAV transzdukció és az ABE kezelés hosszú távú következményeinek meghatározásához. Végül, az ABC-k bejuttatása az emberekbe immunválaszt válthat ki, amelyet ellenőrizni kell, és esetleg immunszuppresszióval kell enyhíteni.

Mindazonáltal ezek a látványos eredmények azt mutatják, hogy az ABE egyetlen injekciója javította a szív egészségét, amely a progéria betegek korai morbiditásának kulcsfontosságú tényezője, és meghosszabbította a progeroid egerek élettartamát. Az ABE-k antiszensz oligonukleotidokkal és az FTI-kezeléssel kombinálva izgalmas új utakat teremtenek a HGPS kezelésében, és bizonyítékot szolgáltatnak más genetikai állapotokra is.

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS

Ezt a munkát a Szingapúri Orvosbiológiai Kutatási Tanács és a Szingapúri Tudományos, Technológiai és Kutatási Ügynökség (A*STAR) támogatta.

Ez a cikk a 2021. április 9-i Med 2, 353–354 sz. ª 2021 Elsevier Inc.-ből származik.