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SLA: oligonucleotide antisenso sopprime in modo sicuro il gene mutante

(SLA-Immagine Credit Osservatorio Terapie Avanzate).

Utilizzando una corta catena sintetica di nucleotidi chimicamente modificati ingegnerizzati nell’RNA, ricercatori del Therapeutics Institute presso la UMass Chan Medical School, Robert H. Brown Jr., DPhil, MD, Jonathan Watts, Ph.D. e colleghi hanno dimostrato la capacità di sopprimere il mutante gene della SLA noto come C9ORF72 in uno studio pilota su un singolo paziente.

C9ORF72 è la causa più comune di sclerosi laterale amiotrofica familiare (SLA) e demenza frontotemporale familiare (FTD). I risultati dello studio, pubblicati su Nature Medicine, hanno il potenziale per catalizzare la ricerca sui trattamenti per la SLA, l’FTD e altre malattie neurodegenerative.

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La terapia, che utilizza un oligonucleotide antisenso (ASO) iniettato nel canale spinale, ha portato a una significativa riduzione delle neurotossine legate alla SLA note come proteine ​​ripetute dipeptidiche (DPR) nel fluido spinale del soggetto arruolato allo studio. Nel corso dello studio, la valutazione del punteggio funzionale della SLA del soggetto e altre misure di impatto sono state ampiamente stabili o leggermente migliorate. Il paziente, che aveva manifestato debolezza alle gambe e ai piedi prima del trattamento, non ha avuto effetti negativi neurologici o medici dal trattamento.

“Mentre altri team hanno documentato che questo gene può essere soppresso nelle cellule in coltura, questa è la prima volta che questo tipo di trattamento oligonucleotidico antisenso per la SLA è stato dimostrato in una persona con la SLA”, ha affermato il Dott. Brown, il Leo P. e Theresa M. LaChance Chair in Medical Research e Professore di neurologia presso la UMass Chan Medical School e autore principale dello studio pubblicato su Nature Medicine. “I risultati sono molto incoraggianti. Significa che questo è un approccio praticabile per sopprimere la proteina C9ORF72 mutante che causa la maggior parte dei casi di SLA familiare. Il passo successivo è avviare uno studio clinico multi-persona per vedere se questo trattamento può rallentare la progressione della malattia”.

Gli oligonucleotidi antisenso sono oligonucleotidi corti, sintetici, a singolo filamento che possono alterare l’RNA e ridurre, ripristinare o modificare l’espressione delle proteine. Il tipo di ASO utilizzato in questa ricerca impedisce l’espressione genica legandosi a filamenti di RNA messaggero (mRNA). Una volta che questo legame ha luogo, questa sequenza ibrida viene mirata e degradata naturalmente dagli enzimi nella cellula.

2 minuti di Scienza: Cosa sono I nucleotidi antisenso? - SCAsource

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Immagine Credit Scasource

Il fascino di sviluppare un oligonucleotide antisenso per trattare la SLA e altre malattie neurodegenerative è la sua semplicità, secondo il dottor Watts, Professore associato di terapie dell’RNA e co-autore dello studio Nature Medicine. “Gli ASO sono essenzialmente agenti di RNA anti-messaggero. Usando la sequenza genetica che vuoi prendere di mira, puoi progettare una sequenza oligonucleotidica antisenso che si lega a quell’mRNA in modo che la proteina mutante non venga mai prodotta“, ha spiegato Watts. “Una volta stabilito come fornire un ASO a un certo tipo di cellula, teoricamente dovrebbe essere possibile ripetere la strategia per altre malattie neurodegenerative.Tutto quello che dovresti cambiare è la sequenza nucleotidica”.

Eliminando la proteina che causa la malattia dalla cellula, gli scienziati ritengono che questa strategia potrebbe potenzialmente fermare e persino invertire la progressione della malattia. Finora, quattro terapie mediate da ASO hanno ricevuto l’approvazione dalla Food and Drug Administration statunitense. Tre sono per il trattamento della distrofia muscolare di Duchenne e una è per l’atrofia muscolare spinale.

La SLA è una malattia neurodegenerativa progressiva che comporta la perdita dei motoneuroni che controllano i muscoli volontari. Circa il 10% della SLA è familiare, ereditata dai genitori di una persona e causata da una mutazione genetica nel DNA. Il restante 90% dei casi è classificato come sporadico e si verifica in casi senza storia familiare di malattia. Si stima che ogni anno negli Stati Uniti venga diagnosticata la SLA a circa 6.000 persone. Non è del tutto chiaro perché i motoneuroni muoiano nella SLA, ma si pensa che questa neurodegenerazione coinvolga una serie complessa di processi cellulari e molecolari.

Vedi anche:SLA: scoperta rivoluzionaria inverte gli effetti

Le mutazioni nel gene C9ORF72, l’obiettivo dello studio, rappresentano il 40% dei casi familiari di SLA e circa il 10% dei casi non familiari. Queste mutazioni causano anche circa il 25% dei casi familiari di FTD. Questa sovrapposizione è significativa perché è tra i primi meccanismi patogenetici identificati per collegare SLA e FTD. Suggerisce inoltre che una strategia terapeutica simile potrebbe potenzialmente trattare entrambe le malattie.

I pazienti con SLA con la mutazione C9ORF72 hanno uno schema ripetitivo anormalmente lungo di una stringa di nucleotidi di sei lettere – GGGGCC – nella loro sequenza genetica C9ORF72. In una persona senza la mutazione, ci sono in genere meno di 20-30 di queste ripetizioni. Ma nelle persone con la mutazione, la ripetizione può verificarsi centinaia di volte. Questa sequenza ripetuta interferisce con la normale espressione della proteina prodotta da C9ORF72 e produce inoltre le neurotossine note come proteine ​​dipeptidi repat.

Sebbene gli scienziati abbiano a lungo creduto che l’eliminazione delle mutazioni di un singolo gene che danno origine alle malattie neurodegenerative potesse avere un beneficio terapeutico, si è dimostrato difficile fornire agenti oligonucleotidi ai neuroni in modo sicuro ed efficiente. Lo sviluppo terapeutico dei trattamenti è stato ostacolato, in alcuni casi, anche dalla necessità di eliminare le proteine ​​mutanti lasciando dietro di sé abbastanza proteine ​​funzionali per consentire alle cellule di prosperare.

“Non possiamo semplicemente eliminare tutta la proteina C9ORF72 dai neuroni perché ciò comporta il rischio di danneggiare le cellule”, ha affermato Watts. “Qualsiasi potenziale trattamento deve essere più selettivo nel suo target”.

Per fare ciò, Watts e Brown hanno preso di mira due isoforme specifiche del gene C9ORF72 che generano i DPR tossici e hanno identificato diversi ASO che abbattono i livelli di DPR. Una volta identificati gli ASO, Watts ha modificato la struttura portante dell’ASO per migliorarne la sicurezza, la distribuzione e la stabilità nel cervello e nel midollo spinale. Watts ha definito combinazioni di vari fosfati e zuccheri che consentono agli ASO di essere assorbiti in modo efficace e sicuro dalle cellule. “Abbiamo usato un oligonucleotide ‘nudo’ “, ha detto Watts. “Dal momento che il modello di modifica chimica che abbiamo usato non richiede un veicolo di consegna, potremmo semplicemente iniettare l’ASO nel fluido spinale”.

Questo studio fornisce una prova del concetto che la terapia con ASO in un essere umano può sopprimere in modo efficace e sicuro i livelli dell’espansione che ospita la proteina C9ORF72“, ha affermato Brown. “Cioè, questo intervento prende di mira non solo l’allele mutante, ma anche le trascrizioni miscredenti e i DPR generati da quell’allele. Questo è il primo rapporto sulla soppressione di C9ORF72 DPR negli esseri umani. I nostri risultati incoraggiano fortemente l’idea che sia possibile sopprimere l’espressione del mutante C9ORF72 e che la streategia dovrebbe essere ulteriormente esplorata per il beneficio clinico”.

Oltre a Brown e Watts, altri autori dello studio includevano Helene Tran, Ph.D., istruttrice di neurologia presso UMass Chan e Michael Moazami Ph.D., ex associato post-dottorato presso il Watts Lab e attualmente studente di medicina presso la Oxford University Medical School, Oxford , Regno Unito, nonché un ampio team di studi clinici.

Fonte:Nature

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