Hutchinson-Gilford Progeria toruje drogę do nowatorskich, ukierunkowanych terapii przeciwstarzeniowych

Proszę o kontaktoscar.xiao@wecistanche.compo więcej informacji

Hutchinson-Gilford Progeria to zespół przyspieszonego starzenia wywołany przez trwale farnezylowaną zmutowaną laminę A, zwaną progeryną. Niedawno FDA zatwierdziła Lonafarnib, inhibitor farnezylotransferazy, do leczenia progerii, podczas gdy Koblan i współpracownicy zastosowali nowe metody edycji genów, aby wycelować w pierwotną przyczynę tej choroby poprzez skorygowanie mutacji LMNA.

KSL13

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej

Hutchinson-Gilford Progeria (HGPS) to zespół przyspieszonego starzenia charakteryzujący się łysieniem,bioflawonoidyzanik skóry, nieprawidłowa pigmentacja, lipodystrofia i śmierć w średnim wieku 14,3 lat z powodu niewydolności serca. Progeria jest spowodowana mutacją w genie LMNA. Lamina A podlega licznym modyfikacjom potranslacyjnym, w tym dodaniu ugrupowania farnezyloizoprenoidowego lipidu do jej C-końcowego motywu CaaX przez farnezylotransferazę, która wiąże ją z błoną jądrową. Po tym etapie następuje rozszczepienie końcowych 3 aminokwasów przez metaloproteazę ZMPSTE24 i karboksymetylowanie C-końca przez karboksymetylotransferazę izoprenylocysteiny. Wreszcie, 15 C-końcowe aminokwasy, w tym ogon farnezylowy, są odcinane przez ZMPSTE24, uwalniając dojrzałą laminę A do blaszki.

KSL14

cistanche może przeciwdziałać starzeniu

HGPS is caused by a de novo heterozygous point mutation in LMNA (c.1824 C>T; p.G608G), aktywując w ten sposób tajemnicze miejsce splicingu i usuwając 50 aminokwasów, w tym miejsce cięcia ZMPSTE24.'' Tak więc, pacjenci gromadzą skróconą i trwale farnezylowaną zmutowaną laminę A, zwaną progeryną.kup cistancheProgeryna pozostaje zakotwiczona w błonie jądrowej i niszczy rusztowanie jądrowe w dominujący sposób, powodując nieprawidłowości jądrowe, utratę heterochromatyny, uszkodzenie telomerowego DNA i starzenie się.3

Intensywne badania doprowadziły do pewnych obiecujących strategii terapeutycznych w leczeniu progerii. Obejmują one naprawę mutacji LMNA poprzez edycję genów opartą na CRISPR, podejścia oparte na oligonukleotydach w celu zapobiegania nieprawidłowemu składaniu pre-mRNA, leki zwiększające klirens progeryny oraz interwencje ukierunkowane na dalsze konsekwencje ekspresji progeryny (np. uszkodzenie telomerowego DNA i starzenie się).

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>Mutacja T.5

KSL15

Trwała farnezylacja i wiązanie progeryny z błoną dostarczyły uzasadnienia do testowania FTI jako potencjalnych interwencji dla progerii. Wiele białek, w tym małe GTPazy i fosfatazy tyrozynowe, jest farnezylowanych, a prenylacja białek jest wymagana do transformującej aktywności Ras. W związku z tym FTI przeszły do badań klinicznych nad leczeniem nowotworów złośliwych i uznano za uzasadnione zbadanie ich potencjału terapeutycznego w progerii.

Leczenie FTI poprawiło kształt jąder HGPS i złagodziło fenotypy u myszy progeroidalnych.6 Odkrycia te położyły podwaliny pod dwa jednoramienne badania kliniczne z użyciem Lonafarnibu, leku hamującego farnezylotransferazę. W 2007 r. do badania włączono 62 pacjentów z HGPS z 34 różnych krajów w wieku 2-17 lat. Leczenie FT1 poprawiło przyrost masy ciała i gęstość mineralną kości, zmniejszyło sztywność naczyń i zwiększyło przeżycie o 2,5 roku.78 Na podstawie tych wyników FDA przyznała wnioskowi status Priority Review, a Lo-nafarnib uznano za przełomową terapię i lek sierocy. Lonafarnib został zatwierdzony przez FDA w listopadzie 2020 roku i jest pierwszym lekiem do leczenia progerii.

Chociaż wyniki badania są zachęcające, leczenie Lonafarnibem nie jest lekarstwem na progerię. FTI celują w szereg innych białek, co może skutkować długotrwałymi działaniami niepożądanymi. Ponadto eksperymenty na myszach sugerowały, że progeryna w obecności FTI może podlegać geranylogeranylacji. Zatem połączenie inhibitorów transferazy geranylogeranylowej 1 w połączeniu z lekami ukierunkowanymi na szlak biosyntezy pirofosforanów farnezylu, takimi jak kwas zoledronowy (bisfosfonian) i prawastatyna, może dalej zmniejszać prenylację białek.cistanchNiemniej jednak poprawa może być ograniczona, ponieważ ekspresja niefarnezylowanej progeryny w modelu mysim nadal skutkowała – choć łagodniejszym – fenotypem choroby”. upośledza fizjologię komórki i w jakim stopniu wpływa na nią blokowanie prenylacji białek.Ponadto ważne jest opracowanie środków terapeutycznych ukierunkowanych na pierwotną przyczynę problemu: mutację LMNA.

Wprowadź edycję genomu

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 AustraliaW fibroblastach HGPS, pośredniczona przez ABE korekta zmutowanych LMNA zachodziła z wysoką wydajnością (~90 procent) i skutkowała obniżonym poziomem progeryny i przywróceniem morfologii jądra.

KSL16

Aby przetestować ABC in vivo, kapsydy wirusa 9(AAV9) związanego z adenowirusem zastosowano do dostarczenia ABC myszom niosącym ludzką mutację LMNA G608G. Zastrzyki przeprowadzono w 3 dniu po urodzeniu (P3) i P14, a częstotliwość korekcji oceniono 6 tygodni i 6 miesięcy po wstrzyknięciu. Częstotliwości korekcji wahały się od 10% -30% w sercu, quadzie, aorcie i kościach do ponad 60% w wątrobie. Edycja była mniej skuteczna w przypadku płuc, skóry, trzewnej tkanki tłuszczowej i białej tkanki tłuszczowej, nerek i śledziony. Co ciekawe, ilość skorygowanej LMNA z czasem wzrosła w różnych tkankach. Można to przypisać AAV utrzymującym się w niektórych tkankach i kontynuującym proces edycji lub edytowanym komórkom wykazującym przewagę wzrostu nad komórkami nieskorygowanymi. Zgodnie z tym poglądem, poziomy progeryny znacznie spadły w wątrobie (-87 procent), sercu (-86 procent) i aorcie (-49 procent). Powikłania sercowo-naczyniowe u pacjentów z HGPS charakteryzują się utratą komórek mięśni gładkich naczyń (VSMC), pogrubieniem okołoprzydenkowym i usztywnieniem aorty.korzyści cistancheCo ważne, aorty leczonych myszy wykazywały 11-krotny wzrost VSMC, przywrócone pogrubienie przydanki, a leczone myszy wykazywały 2,4-krotny wzrost długości życia.

Jednak u niektórych starszych, leczonych myszy rozwinęły się guzy wątroby, które mogły powstać w wyniku wstawienia AAV, związanego z powstawaniem raka wątroby. Konieczne będą dodatkowe badania, aby określić długoterminowe konsekwencje transdukcji AAV i leczenia ABE. Wreszcie, wprowadzenie ABC u ludzi może wywołać odpowiedź immunologiczną, która musi być monitorowana i być może łagodzona przez immunosupresję.

Niezależnie od tego, te spektakularne wyniki pokazują, że pojedyncze wstrzyknięcie ABE poprawiło zdrowie serca, kluczowy czynnik determinujący wczesną zachorowalność u pacjentów z progerią i wydłużyło żywotność myszy z progerią. ABE w połączeniu z antysensownymi oligonukleotydami i leczeniem FTI tworzą ekscytujące nowe możliwości leczenia HGPS i dostarczają dowodu koncepcji dla innych schorzeń genetycznych.