Hutchinson-Gilfordova progerija utire put novim ciljanim terapijama protiv starenja

Molimo kontaktirajteoscar.xiao@wecistanche.comza više informacija

Hutchinson-Gilfordova progerija je sindrom ubrzanog starenja uzrokovan trajno farneziliranim mutiranim laminom A, nazvanim progerin. Nedavno je FDA odobrila Lonafarnib, inhibitor farneziltransferaze, za liječenje progerije, dok su Koblan i kolege koristili nove metode uređivanja gena kako bi ciljali na glavni uzrok ove bolesti ispravljanjem mutacije LMNA.

Kliknite ovdje da saznate više

Hutchinson-Gilfordova progerija (HGPS) je sindrom ubrzanog starenja karakteriziran alopecijom,bioflavonoidiatrofija kože, aberantna pigmentacija, lipodistrofija i smrt u prosječnoj dobi od 14,3 godine kao posljedica zatajenja srca. Progeriju uzrokuje mutacija gena LMNA. Lamin A prolazi višestruke posttranslacijske modifikacije, uključujući dodavanje farnezil izoprenoidnog lipidnog dijela njegovom C-terminalnom CaaXmotifu pomoću farneziltransferaze koja ga veže za nuklearnu membranu. Nakon ovog koraka slijedi cijepanje terminalnih 3 aminokiselina metaloproteazom ZMPSTE24 i karboksimetilacija C kraja pomoću izoprenilcistein karboksimetiltransferaze. Konačno, 15 C-terminalnih aminokiselina, uključujući farnezilni rep, cijepa ZMPSTE24, oslobađajući zreli lamin A u laminu.

cistanche može spriječiti starenje

HGPS is caused by a de novo heterozygous point mutation in LMNA (c.1824 C>T; p.G608G) čime se aktivira kriptično mjesto spajanja i briše 50 aminokiselina uključujući ZMPSTE24 mjesto cijepanja.'' Dakle, pacijenti akumuliraju skraćeni i trajno farnezilirani mutant lamin A, nazvan progerin.kupiti cistancheProgerin ostaje usidren za nuklearnu membranu i remeti nuklearnu skelu na dominantan način, što dovodi do nuklearnih abnormalnosti, gubitka heterokromatina, oštećenja telomerne DNK i starenja.3

Intenzivno istraživanje dovelo je do nekih obećavajućih terapijskih strategija za liječenje progerije. To uključuje popravak mutacije LMNA uređivanjem gena temeljenim na CRISPR-u, pristupe temeljene na oligonukleotidima za sprječavanje nenormalnog spajanja pre-mRNA, lijekove koji povećavaju klirens progerina i intervencije koje ciljaju na nizvodne posljedice ekspresije progerina (npr. oštećenje telomerne DNA i starenje).

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 mutacija.5

Trajna farnezilacija i vezivanje membrane progerina dali su razlog za testiranje FTI-ja kao potencijalnih intervencija za progeriju. Brojni proteini, uključujući male GTPaze i tirozin fosfataze, su farnezilirani, a prenilacija proteina je potrebna za transformirajuću aktivnost Ras. Posljedično, FTI su napredovali u kliničkim ispitivanjima za liječenje zloćudnih bolesti, te se smatralo razumnim istražiti njihov terapijski potencijal u progeriji.

Liječenje FTI-jem poboljšalo je oblik jezgri HGPS-a i poboljšalo feno-tipove kod progeroidnih miševa.6 Ovi su nalazi postavili temelje za dva klinička ispitivanja s jednim krakom pomoću Lonafarniba, lijeka koji inhibira farneziltransferazu. Godine 2007. uključena su 62 HGPS pacijenta iz 34 različite zemlje u dobi od 2-17 godina. Liječenje FTl-om poboljšalo je povećanje tjelesne težine i mineralnu gustoću kostiju, smanjilo vaskularnu krutost i povećalo preživljenje za 2,5 godine.78 Na temelju ovih rezultata, FDA je prijavi odobrila status prioritetnog pregleda, a Lo-nafarnib je označen kao revolucionarna terapija i lijek siročad. Lonafarnib je dobio odobrenje FDA u studenom 2020. i prvi je lijek za liječenje progerije.

Iako su rezultati ispitivanja ohrabrujući, liječenje lonafarnibom nije lijek za progeriju. FTI ciljaju na brojne druge proteine, što može rezultirati dugoročnim štetnim učincima. Osim toga, pokusi na miševima sugeriraju da progerin, u prisutnosti FTI, može biti podvrgnut geranilgeranilaciji. Stoga kombinacija inhibitora geranilgeranil transferaze 1 u kombinaciji s lijekovima koji ciljaju na biosintetski put farnezil pirofosfata, kao što su Zoledronska kiselina (bisfosfonat) i Pravastatin, može dodatno smanjiti prenilaciju proteina.cistanchUnatoč tome, poboljšanje može biti ograničeno, budući da je ekspresija progerina koji se ne može farnezilirati u mišjem modelu ipak rezultirala——iako blažim—fenotipom bolesti." Ovo naglašava važnost razumijevanja preciznog mehanizma(a) kojim progerin narušava fiziologiju stanice i u kojoj mjeri na to utječe blokiranje prenilacije proteina. Štoviše, važno je razviti terapeutske agense koji ciljaju na glavni uzrok problema: mutaciju LMNA.

Unesite uređivanje genoma

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 AustralijaU HGPS fibroblastima, ABE-posredovana korekcija mutiranog LMNA dogodila se uz visoku učinkovitost (~90 posto) i rezultirala je smanjenom razinom progerina i obnovljenom nuklearnom morfologijom.

Za testiranje ABC-ova in vivo, korištene su kapside adeno-povezanog virusa9(AAV9) za isporuku ABC-ova miševima koji nose ljudsku LMNA G608G mutaciju. Injekcije su provedene postnatalnog dana 3 (P3) i P14, a učestalost korekcije procijenjena je 6 tjedana i 6 mjeseci nakon injekcije. Učestalost ispravljanja kretala se od 10 posto -30 posto u srcu, četverokutnici, aorti i kostima do preko 60 posto u jetri. Uređivanje je bilo manje učinkovito u plućima, koži, visceralnom salu i bijelom masnom tkivu, bubrezima i slezeni. Zanimljivo je da se količina korigirane LMNA povećala u različitim tkivima tijekom vremena. To se može pripisati AAV-ovima koji ostaju u nekim tkivima i nastavljaju proces uređivanja ili uređenim stanicama koje pokazuju prednost rasta u odnosu na nekorigirane stanice. U skladu s ovom predodžbom, razine progerina značajno su pale u jetri (-87 posto), srcu (-86 posto) i aorti (-49 posto). Kardiovaskularne komplikacije u bolesnika s HGPS-om karakterizirane su gubitkom vaskularnih glatkih mišićnih stanica (VSMC), periadventicijskim zadebljanjem i ukrućenjem aorte.cistanche koristiVažno je da su aorte liječenih miševa pokazale 11-struko povećanje VSMC-a, obnovljeno adventivno zadebljanje, a liječeni miševi pokazali su 2.4-struko duži životni vijek.

Međutim, neki stari, liječeni miševi razvili su tumore jetre koji su možda nastali od umetanja AAV, povezanog s tumorigenezom jetre. Bit će potrebne dodatne studije kako bi se utvrdile dugoročne posljedice AAV transdukcije i liječenja ABE. Na kraju, uvođenje ABC-a u ljude može izazvati imunološki odgovor koji treba pratiti i eventualno ublažiti imunosupresijom.

Bez obzira na to, ovi spektakularni rezultati pokazuju da je jedna injekcija ABE-a poboljšala zdravlje srca, što je ključna odrednica ranog morbiditeta kod pacijenata s progerijom, i produžila životni vijek progeroidnih miševa. ABE u kombinaciji s antisense oligonukleotidima i FTI tretmanom stvaraju uzbudljive nove načine za liječenje HGPS-a i pružaju dokaz koncepta za druga genetska stanja.

ZAHVALA

Ovaj rad podržali su Singapursko vijeće za biomedicinska istraživanja i Singapurska agencija za znanost, tehnologiju i istraživanje (A*STAR).

Ovaj je članak izvađen iz Med 2, 353–354, 9. travnja 2021. ª 2021. Elsevier Inc.