Snižování huntingtinu možná zvládne pilulka

www.hdbuzz.net, duben 2022, Dr Sarah Hernandez and Dr Jeff Carroll, překlad Z. Maurová

Vědci spolu s PTC Therapeutics nedávno publikovali vzrušující nová zjištění – slibný lék na snižování huntingtinu, který je možné užívat v tabletách. Změní to náš postup vpřed?

Snižování huntingtinu poutá z dobrých důvodů ve výzkumu HD velkou pozornost. Jedná se o první potencionální léčbu navrženou k přímému zasažení příčiny HD – proteinu huntingtinu. Současné přístupy ke snižování huntingtinu mají ale limity: vyžadují podání do mozkomíšního moku nebo podání prostřednictvím operace mozku, mohou vykazovat omezenou distribuci v mozku a nepřekonají hematoencefalickou bariéru (proto vyžadují lumbální punkci nebo operaci mozku). Nesnižují také huntingtin vně mozku v „periferní“ tkáni.

Vědci z PTC Therapeutics nedávno publikovali v prestižním časopisu Nature Communications svou práci, v níž popisují lékové molekuly snižující huntingtin, které mohou být užívány orálně a jsou distribuovány v celém mozku i po celém těle. Takové výsledky by ještě před pěti lety zněly jako science fiction. Ale po roce 2020 se zázraky dějí stále! Tak se ponořme do toho, co jejich data ukazují a co znamenají pro snižování huntingtinu.

Jehla v kupce sena

PTC začala screeningem velké knihovny molekul – okolo 300 000 různých molekul! Testovali každou z těchto molekul na buňkách získaných od pacientů s HD. Je to slibný první krok k identifikaci molekul, které vědce zajímají, protože prověřuje molekuly z hlediska účinku, který mají v lidských buňkách. Léky často nefungují tak, jak si vědci představují, pokud se testy provádějí na zvířecích modelech před tím, než jsou testovány na lidech. Při prvním pohledu do lidských buněk se zdá, že molekula léku bude mít zamýšlený účinek v jediném organismu, který nás zajímá – v lidském.

Nalézt HTT-C2 bylo jako hledat jehlu v kupce sena. HTT-C2 nejenže umí snížit huntingtin, ale může být také přijímána orálně a dokáže překonat hematoencefalickou bariéru – vlastnosti, až se zdá, že je to příliš dobré, než aby to byla pravda.

Změna vzoru

Z těchto 300 000 molekul vědci PTC zúžili výběr na dvě slibné molekuly, které dokázaly snížit huntingtin v lidských buňkách. Obě molekuly jsou „modulátory sestřihu“, to znamená, že mohou snížit hladiny huntingtinu změnou způsobu, jakým je čten vzor, podle kterého je tvořen protein huntingtin. Vědci při různých experimentech pak tyto molekuly analyzovali a zároveň pozorovali velmi podobnou molekulu s názvem HTT-C2.

O každém genu můžete uvažovat jako o knize. Když končí sekvence genu nebo příběhu, závěrečná věta zní "Konec" a signalizuje tak buňce, že sekvence genu je kompletní. Tyto modulátory sestřihu fungují tak, že posouvají poslední stránku vpřed, takže "Konec" je zařazen ještě před skutečný závěr sekvence. Protože tak příběh nedává smysl, buňka zničí vzor a nevyrobí asociovaný protein. Právě tak jako byste odhodili knihu, která nedávala smysl, protože byste četli: "Bylo nebylo" a pak hned "Konec".

Selektivní zaměření huntingtinu

V porovnání s jinými přístupy, které jsou speciálně navrženy tak, aby zasáhly pouze sekvence huntingtinu, jsou jednou nevýhodou léčivých látek založených na modulátorech sestřihu – jako jsou ty, které identifikovala PTC – „nežádoucí vedlejší účinky“. Léčivé přípravky jako HTT-C2 mohou také měnit, kam je umístěn „Konec“ v jiných genech. Dobrou zprávou ale je, že při nízkých dávkách HTT-C2, jak se zdá, působí v porovnání s jinými geny především na huntingtin. Byly provedeny experimenty k prověření všech genů v léčených buňkách a nebyly pozorovány dalekosáhlé účinky ani při dávkách mnohem vyšších, než by kdy byly podávány. Naznačuje to, že HTT-C2 je překvapivě schopen rozeznat právě gen pro huntingtin, navzdory potenciálu měnit hladiny i jiných genů.

Účinky jsou přizpůsobitelné a reverzibilní

Všechny předchozí experimenty byly ale prováděny s buňkami na misce. Co se stane, když dáte HTT-C2 celému organismu? Má to stejný efekt? Může snížit huntingtin v mozku? Aby vědci z PTC dokázali odpovědět na tyto otázky, obrátili se k myšímu modelu HD.

Myši dostávaly HTT-C2 každý den. Ano, čtete správně – myši dostávaly tento lék orálně. To je oproti předchozím lékům na snižování huntingtinu obrovský rozdíl! Po těch, kdo podstoupili snižování huntingtinu, předchozí léky vyžadovaly buď lumbální punkci nebo operaci mozku, ani jedno není ideální. Tento nový přístup, který provádí snižování huntingtinu prostřednictvím pilulky, by mohl být průlomový pro pacienty, kteří váhali nad mnohem invazivnější léčbou.

Povzbudivé je, že čím více HTT-C2 myši dostávaly, tím více se snižovalo množství huntingtinu. To je výborná zpráva, protože naznačuje, že dávka HTT-C2 může být aktivně upravována tak, aby se měnilo, jak moc se huntingtin sníží. Zatím nevíme, jak moc by se mělo snížit celkové množství huntingtinu u lidí, aby byl účinek prospěšný a neškodil, takže tohle je opravdu velká výhoda pro bezpečnost – pokud není huntingtin snížen dostatečně, může být podáno více léčiva, pokud je huntingtin snížen příliš, dávka se může redukovat.

Dalším výborným zjištěním je, že účinek HTT-C2 je rychle vratný. Pouze deset dní poté, co byla léčba ukončena, se hladiny huntingtinu vrátily tam, kde byly pozorovány před léčbou. To je další velká výhoda pro bezpečnost – „vymytí“ léku je velmi rychlé, což znamená, že čas potřebný proto, aby se lék dostal z pacientova systému, je relativně krátký. Pokud jsou pozorovány po podání HTT-C2 negativní následky, účinek může být rychle zvrácen. Zbavit se léku trvá ovšem deset dní u myší, takže u lidí to bude pravděpodobně jiné.

Snížení huntingtinu v mozku a v těle

Léčba HTT-C2 cílí jak na kopie huntingtinu s expandovanými repeticemi, tak na kopie s neexpandovanými, na rozdíl od současných přístupů založených na antisense oligonukleotidech firmy Wave Life Sciences, které se zaměřují pouze na kopie se zmnoženými repeticemi. Protože je stále potřeba, aby kopie huntingtinu bez zmnožených repetic plnily svou funkci v buňkách, je důležité sledovat, jak se snižují obě varianty.

Když se vědci podívali do mozků myší s HD, které dostávaly HTT-C, viděli asi 50% redukci jak expandovaného, tak neexpandovaného huntingtinu v celém mozku. Patří tam oblasti pro HD nejcitlivější, což naznačuje, že HTT-C účinkuje v oblastech, kde je nejvíce potřeba.

Huntingtin je přítomen ve všech buňkách celého těla, nejen v mozku. Takže zatímco známe účinky HD v mozku, protože tyto změny způsobují nejzjevnější projevy nemoci, jako jsou změny nálady a chorea, existují také účinky v jiných tkáních, jako jsou srdce a svaly. Proto by možná bylo přínosné snížit huntingtin ve všech tkáních, nejen v mozku.

Autoři tedy hodnotili, jak HTT-C2 snížila huntingtin v tkáních mimo mozek, a zjistili, že to bylo ve skutečnosti mnohem více než v mozku – snížení bylo více než 90 %. Vědci připouštějí, že 50% redukce by byla přijatelná, ale 90 % je příliš.

Z bezpečnostních důvodů vědci z PTC dále vylepšovali lék změnami chemické struktury, až vznikl další lék, jenž dostal název HTT-D3. Při podání myším vykazoval HTT-D3 snížení huntingtinu jak v mozku, tak v těle shodně o 50 %.

Co bude dál s modulátory sestřihu u HD?

Modulátory sestřihu jsou novým vzrušujícím přístupem ke snižování huntingtinu. Povzbudivé je, že podobný lék s názvem risdiplam již schválila FDA a v současné době se používá k léčbě jiného neurodegenerativního onemocnění, spinální svalové atrofie. Vzbuzuje to naději, že něco podobného může být použito při léčbě HD.

Zatímco HTT-D3 byl v této studii použit jako lék pro ověření konceptu léčivého přípravku, PTC Therapeutics se posunula dál s dalším léčivým přípravkem objeveným pomocí jejich pipeline. Tento léčivý prostředek má název PTC-518. Právě probíhá fáze 1 studie bezpečnosti PTC-518 u lidí bez HD, ale průběžné výsledky naznačují, že studie probíhá dobře. Zatím byl lék dobře snášen bez nežádoucích účinků. Léčivý prostředek působí na HD a redukuje exprese podle výše dávky, podobně jako to bylo pozorováno na myších modelech. Fáze 2 je plánována s HD pacienty a měla by začít koncem roku 2022.

Zdá se, že modulátory sestřihu jako HTT-D3 z této studie a PTC-518 z lékového výzkumného programu společnosti PTC, splňují všechny požadavky – snižují huntingtin uvnitř i vně mozku, mohou se užívat orálně, překonávají hematoencefalickou bariéru a působí selektivně na huntingtin. V roce pro výzkum HD neblahých zpráv se to zdá příliš dobré, než aby to byla pravda. Ale právě teď vypadají data velmi slibně.