что такое рнк терапия

Что необходимо знать о мРНК-вакцинах: 5 позиций

В результате беспрецедентной скорости в разработке новых вакцин, миру были представлены первые клинически одобренные мРНК-вакцины

В результате беспрецедентной скорости в разработке новых вакцин, миру были представлены первые клинически одобренные мРНК-вакцины для борьбы с пандемией Covid-19 – одна из них произведена Pfizer и BioNTech, другая – компанией Moderna. Испытания показали эффективность этих вакцин на уровне не менее чем 94%.

1. Технология мРНК вакцин не так молода, как кажется

Классический механизм работы вакцин (например, против полиомиелита и гриппа) заключается в презентации иммунной системе инактивированных частиц вируса. Другие вакцины (например, против гепатита B) используют отдельно взятый белок, являющийся частью инфекционного агента, чтобы вызвать схожий иммунный ответ.

мРНК-вакцины работают по другому принципу, «обманывая» иммунную систему таким образом, что РНК (в основном матричная мРНК) кодирует белок, который продуцируется в клетке путем трансляции и представляется иммунной системе; он действует как антиген. Иммунная система учится избирательно бороться с клетками, экспрессирующими такие антигены, такими как клетки-хозяева, инфицированные вирусами, или опухолевые клетки.

Хотя вакцины от Pfizer/BioNTech и Moderna – первые препараты, одобренные в клинической практике, сама технология мРНК-вакцин существует относительно давно. Первые испытания в онкологии с использованием схожих технологий берут свое начало еще в 2011 году.

2. мРНК-вакцины не изменяют ДНК

Существуют абсолютно необоснованные опасения, что мРНК-вакцины способны изменять ДНК. На самом же деле мРНК не входит в ядро клетки, а после своего введения биодеградирует в течение нескольких дней. Именно поэтому для формирования полноценного иммунного ответа необходимо 2 инъекции препарата.

3. мРНК-вакцины имеют высокую специфичность

Вирус SARS-CoV-2 имеет достаточно сложную структуру и его различные части стимулируют иммунную систему на образование нейтрализующих антител, которые не всегда способны эффективно элиминировать инфекцию. мРНК-вакцины стимулируют иммунный ответ к спайк-белку вируса, являющегося только частью вирусной мембраны.

4. Разработчики и эксперты не «срезали углы» во время клинических испытаний

Испытания вакцин начались с доклинической фазы, проводимой на животных, а затем постепенно переходили на 1-ую, 2-ую и 3-ю фазы. Например, 3-я фаза вакцины от Pfizer/BioNTech включает более 40 000 человек, исследования эффективности и безопасности будут продлжаться следующие 2 года.

Основные проблемы, связанные с использованием вакцины, обычно возникают в первые 2 месяца. Тем не менее, не исключены редкие побочные эффекты на больших выборках в миллионы людей, поэтому за вакцинированными необходимо пристальное наблюдение, особенно с учетом инновационной природы технологии.

5. Вакцина запускает воспалительные реакции

Частично вакцина работает путем индуцирования локальных иммунных реакций, поэтому воспалительные признаки в месте инъекции и небольшой дискомфорт в первые дни – вполне нормальное явление.

Источник

РНК-интерференция: повторный успех

РНК-интерференция: повторный успех

РНК-препараты способны избирательно проникать в печень и воздействовать на мишень на уровне трансляции

Автор

Редакторы

В ноябре 2019 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило к применению «Гивлаари» (Givlaari, МНН — givosiran) для лечения взрослых пациентов с острой печеночной порфирией. Этот препарат стал вторым лекарством в мире, использующим механизм РНК-интерференции, и первым средством лечения этой болезни. Наша статья расскажет о механизме действия препарата, истории его создания и других разработках в этой области.

Современные лекарства

Спецпроект о современных лекарствах, истории их создания, методах разработки и тенденциях развития.

Партнер спецпроекта — компания Cytiva — образовалась в результате продажи подразделения GE Healthcare Biopharma корпорации Danaher Corporation. Cytiva — глобальный поставщик технологий и услуг, которые продвигают и ускоряют разработку и производство терапевтических средств. У компании богатое наследие, насчитывающее сотни лет. Клиенты Cytiva проводят мероприятия по спасению жизни, начиная от фундаментальных биологических исследований и заканчивая разработкой инновационных вакцин, биологических препаратов и новейших клеточных и генных терапий. Задача компании — предоставить инструменты и услуги, которые им необходимы, чтобы они работали лучше, быстрее и безопаснее, что приведет к лучшим результатам для пациентов.

Вместо оглавления

Первые две статьи нашего спецпроекта «Современные лекарства» были посвящены становлению лекарственной индустрии («Три поколения лекарств» [1]) и поискам мишеней для лекарственных средств [2]. Эта статья, как и две предыдущие («“Аймовиг” — спасение от мигрени?» [3], «АМТ-061 — генная терапия, способная на революцию в лечении гемофилии» [4]), посвящена самым свежим лекарственным разработкам.

Что такое порфирия?

Рисунок 1. Простейший порфирин — порфин

Порфирии — это семейство заболеваний, связанных с дефектами ферментов, которые отвечают за синтез гема. Результатом их дисфункции становится накопление в различных органах и тканях порфиринов — макроциклических соединений с четырьмя атомами азота (рис. 1) [5].

В случае печеночных порфирий у пациента повреждены ферменты печени, отвечающие за путь синтеза гема. Как правило, острая печеночная порфирия имеет генетическую природу и наследуется аутосомно-доминантным способом (рис. 2).

Рисунок 2. Аутосомно-доминантное наследование. При этом типе наследования генетический дефект находится не на половой хромосоме, и мальчики и девочки болеют с одинаковой частотой.

По идее, женщин и мужчин с порфирией должно быть поровну, однако на деле примерно 80% больных — женщины. Это связано с тем, что приступы порфирии провоцируются повышением концентрации прогестерона и чаще всего приходятся на период за 2–4 дня до менструации.

Пусть синтеза гема включает в себя восемь ферментов, четыре из которых находятся в цитозоле, а четыре — в митохондриях (рис. 3) [6]. Мутации каждого могут приводить к порфирии.

Рисунок 3. Путь синтеза гема. Начало синтеза гема — реакция между сукцинил-КоА и глицином, при которой получается дельта-(ALA).

Основные промежуточные вещества, которые накапливаются при поломках этого пути — это аминолевулиновая кислота (ALA) и порфобилиноген (PBG). Они обладают нейротоксическим эффектом, поэтому острая печеночная порфирия выражается в первую очередь в неврологических нарушениях: судорогах, психозе, болях в животе и спине, острой полинейропатии. При тяжелом приступе возможна тошнота и рвота, расстройство сознания и даже кома. Также при тяжелой порфирии повышается вероятность развития рака печени, гипертензии, почечной недостаточности. У таких пациентов вероятность смерти в три раза выше по сравнению со средней по популяции [7].

Болезнь не такая уж редкая: ее частота — от 5 до 10 человек на 100 000, то есть в России, предположительно, 7–14 тысяч таких пациентов. Многие живут, не зная о болезни, так как обострения у них случаются редко и проходят сами. Однако у части пациентов обострения происходят регулярно и без быстрой лекарственной помощи могут привести к смерти.

Тяжелый приступ требует немедленной госпитализации, внутривенного введения гемина и симптоматических препаратов: опиатов, гипотонических растворов. Гемин — это комплекс железа с гемом и ионом хлора, восполняющий недостаток гема в организме больного порфирией и с помощью петли обратной связи снижающий синтез порфиринов. Гемин можно использовать и для профилактики частых приступов, однако постоянное введение гема приводит к гемохроматозу — избыточному накоплению железа в тканях и органах, что служит причиной печеночной и сердечной недостаточностей. Кроме того, части пациентов с порфирией гемин не помогает. Единственной потенциально излечивающей опцией была пересадка печени — непростая и не всегда доступная процедура, которая, конечно, влечет за собой собственные осложнения.

Очевидно, пациентам с острой печеночной порфирией требуются безопасные и эффективные лекарства, специфически направленные на причину заболевания. И теперь у них наконец-то появилась такая опция.

Гивосиран

Как и первый зарегистрированный препарат на основе РНК-интерференции — патисиран (той же компании Alnylam) [8], — гивосиран представляет собой двухцепочечную молекулу РНК. В случае гивосирана антисмысловая цепь РНК комплементарна мРНК, кодирующей фермент ALA-синтазу, первую в цепи превращений сукцинил-КоА в гем (рис. 3). Однако прежде чем молекула доберется до мРНК, свяжется с ней и уничтожит по механизму интерференции, ей нужно достаточно долгое время «продержаться» сначала в кровотоке, затем попасть в целевые клетки (в данном случае — гепатоциты), а потом оказаться достаточно стабильной в цитоплазме. РНК — достаточно лабильная молекула и довольно легко гидролизуется, чему способствует и слабощелочная среда крови. В двухцепочечном состоянии РНК более стабильна, однако все равно подвержена гидролизу, особенно учитывая наличие в крови и цитоплазме нуклеаз, которые катализируют гидролиз РНК.

Наборы для выделения РНК

У партнера нашего спецпроекта — компании Cytiva — есть наборы высокого качества RNAspin Mini Isolation Kit для выделения РНК из широкого спектра образцов: культивируемых клеток, тканей, бактерий, дрожжей. Выделяемого количества РНК (до 100 мкг) достаточно для дальнейшего использования в экспериментах, требующих высокого качества материала: например, ПЦР с обратной транскрипцией (RT-PCR), норзерн-блоттинг, микрочипы.

Очистка РНК осложняется лабильностью молекулы и повсеместным присутствием в клетках и межклеточном пространстве РНКаз. Поэтому оборудование для работы с РНК обрабатывается ингибиторами РНКаз, например, диэтилпирокарбонатом (DEPC). Для деградации геномной ДНК в состав набора входит ДНКаза I, которая добавляется на последнем этапе очистки РНК.

Рисунок 4. Видна разница в степени очистки препарата при использовании ДНКазы (дорожки 1) и без нее (дорожки 2). а — Электрофорез в денатурирующем геле. Видно, что без ДНКазы присутствует большое количество геномной ДНК. б — Результаты ПЦР с праймерами, специфичными к бета-актину. Видно, что обработка ДНКазой приводит к полному исчезновению полоски на уровне 720 кб.

RNASpin Mini Kit подходит для выделения из небольшого количества образца — массой от 0,3 мг. Для демонстрации того, что выделение из образцов разной массы не влияет на измеренный уровень синтеза РНК, проводили выделение РНК из образцов массой 0,3, 3 и 30 мг и последующую RT-PCR c праймерами, специфичными к актинину-4.

Рисунок 5. Синтез РНК актинина-4, выделенной из образцов разной массы коры надпочечников мыши. Слева — результаты из свежезамороженного образца. Справа — из образца, который хранили в растворе для последующего выделения РНК. Видно, что даже из образца массой 0,3 мг удается выделить достаточно РНК для анализа методом RT-PCR.

Материал предоставлен партнёром — компанией Cytiva

Кроме того, задача проникновения РНК в клетки тоже не из простых [9]. «Голая» РНК, будучи отрицательно заряженной, просто так не будет проходить через липидный бислой [10].

Успех компании Alnylam во многом обусловлен теми изобретениями, которые легли в основу ее продуктов. Они были сделаны основателем компании Томасом Тушлем (Thomas Tuschl) в конце 1990-х — начале 2000-х. Во-первых, для повышения стабильности РНК-дуплекса применили химическую модификацию нуклеотидов в составе молекулы: все остатки рибозы содержат в 2′ положении замену кислорода на фтор или на метокси-группу. Кроме того, некоторые остатки соединены фосфоротиоатной связью, то есть один из атомов кислорода фосфатной группы заменен на серу. Во-вторых, для того чтобы гивосиран лучше проникал именно в гепатоциты, на 3′-конце смысловой цепи находится разветвленная группа с тремя остатками N-ацетилгалактозамина (GalNAc). Эта группа связывается с асиалогликопротеиновым рецептором на гепатоцитах и обеспечивает проникновение молекулы внутрь клеток (рис. 6) [11].

Рисунок 6. Конъюгация GalNAc c двойной цепочкой РНК для обеспечения проникновения в клетки печени. ASGPR — асиалогликопротеиновый рецептор.

До того, как начать клинические исследования, гивосиран изучали на клетках (in vitro) и на млекопитающих (in vivo): мышах, крысах, кроликах и макаках резусах, где он показал свою высокую эффективность и безопасность.

Эффективность и безопасность гивосирана для людей изучали в клиническим исследовании на 98 пациентах, у которых перед включением в исследование было в среднем 7–8 приступов за последние 6 месяцев. Результаты оказались впечатляющими: за 6 месяцев исследования в группе гивосирана число приступов было в среднем 1,9, а в группе плацебо — 6,5. Также гивосиран снижал необходимость использования гемина и уменьшал уровни нейротоксических вещества ALA и PBG. Из побочных эффектов наиболее значимыми были реакции в месте подкожного введения препарата, они развивались у 25% пациентов. Также возможны почечная и печеночная токсичности. Большой плюс препарата — необходимость применения одной дозы всего лишь раз в месяц.

Пациентам со страховкой препарат достанется бесплатно или почти бесплатно. При оплате препарата будут использовать инновационную стратегию возмещения: полную стоимость пациент выплатит, только если в реальных условиях препарат покажет себя не хуже, чем в клинических исследованиях.

Заключение

Успех гивосирана — еще один триумф тщательного научного подхода к поиску мишени, способа воздействия на нее и созданию эффективного средства такого воздействия. Препараты на основе РНК находятся в самом начале пути, и провалов пока было больше, чем успехов [12]. Однако за последние три года произошел сдвиг: начали регистрироваться препараты, доказавшие свою эффективность в качественных исследованиях. До сих пор это были лекарства от очень редких болезней, наследственных заболеваний печени или мышц. Это понятно, потому что в данные органы проще доставить РНК-препарат. Однако буквально только что, в декабре 2019 года, Alnylam сообщила об успехе препарата для лечения редкого наследственного заболевания почек.

Есть надежда на РНК-препараты и в более широких показаниях: The Medicines Company сообщила в ноябре о положительных промежуточных результатах исследования инклисирана (inclisiran), еще одного препарата на основе РНК-интерференции, который она приобрела у того же Alnylam. Это лекарство, блокирующее синтез фермента PCSK9 при сердечно-сосудистых заболеваниях, тем самым снижая в крови уровень липопротеинов низкой плотности. Против этой мишени на рынке уже есть несколько антител, и РНК-препарат может составить им достойную конкуренцию. Целый ряд компаний также исследует РНК-препараты против гепатита В.

Итак, мы видим, что эпоха РНК-терапии только начинается, и по мере накопления опыта и знаний в этой области нас ждет еще немало удивительных открытий и лекарств.

Источник

Подавление экспрессии мутантного гена TTR, вызывающего семейную амилоидную полинейропатию: РНК-индуцируемый комплекс выключения гена (RISC) совместно с интерферирующей РНК (siRNA) бесстрашно летит навстречу злобной патогенной мРНК-мишени, предвкушая расправу.

иллюстрация авторов статьи

Авторы

Редакторы

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Патисиран — первый препарат на основе РНК-интерференции, одобренный FDA, — не только спасает жизни людей, страдающих амилоидной полинейропатией. Он начинает писать новую страницу в терапии, о которой мечтали с момента открытия этого механизма подавления экспрессии генов, то есть уже более 20 лет. С какими сложностями сталкивались ученые и как их преодолели? Об этом вы можете узнать в нашей статье.

Конкурс «био/мол/текст»-2018

Эта работа опубликована в номинации «Биофармацевтика» конкурса «био/мол/текст»-2018.

Генеральный спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий выступил медико-генетический центр Genotek.

Амилоиды в первую очередь ассоциируются с болезнью Альцгеймера. Однако амилоидозы — это целая группа заболеваний, связанная с неправильным сворачиванием белка, приводящим к накоплению в тканях нерастворимых фибрилл. Подробнее об этом написано в статье «На руинах памяти: настоящее и будущее болезни Альцгеймера» [1].

Семейная амилоидная полинейропатия (FAP), или наследственный транстиретиновый амилоидоз (hATTR), связана с различными точечными мутациями в гене, кодирующем транстиретин (TTR). В норме он вырабатывается гепатоцитами и осуществляет транспорт витамина А вместе с тиреоидными гормонами к периферическим тканям. Определенные мутации способствуют тому, что мономеры этого белка неправильно сворачиваются и образуют аморфные олигомеры, которые сливаются в фибриллы (рис. 1). По некоторым данным, именно небольшие олигомеры обладают наибольшей токсичностью в клетках [2].

Рисунок 1. Синтез мутантного варианта транстиретина и влияние на этот процесс патисирана. Без лечения мРНК TTR транслируется в белок, который в норме состоит из четырех субъединиц. Мутантные мономеры белка сворачиваются неправильным образом и образуют аморфные олигомеры, кластеры нефиксированного размера, сливающиеся в фибриллы. Образование фибрилл может привести к развитию нейродегенеративных заболеваний и проблемам с сердечно-сосудистой системой.

Рисунок 2. Связь генотипа с клиническими проявлениями при транстиретиновом амилоидозе (hATTR). До появления патисирана спасением для таких пациентов являлась трансплантация печени. В Европе также используют препарат тафамидис, который стабилизирует транстиретин. Он связывается с тетрамером и не дает ему диссоциировать на мономеры. Однако в США он так и не смог получить одобрение [5].

Человечество стремится познать природу, которая порой нашептывает удивительные решения многих наших задач. Приоткрывая завесу тайны жизни организмов, мы видим изумительные механизмы, созданные эволюцией. Так, например, система CRISPR/Cas, обеспечивающая адаптивный иммунитет прокариот, уже не один год вдохновляет ученых на создание генной терапии с ее помощью. О системе можно почитать в статьях «Просто о сложном: CRISPR/ Cas» [6] и «Когда ослепшие прозреют?» [7].

А вот один из молекулярных механизмов эукариот уже подарил нам первое лекарство и надежду на лечение огромного спектра заболеваний. Попробуем разобраться в тернистом двадцатилетнем пути с момента открытия РНК-интерференции до первого официально одобренного FDA (Food and Drug Administration, Управление США по контролю за лекарствами и пищевыми продуктами) препарата.

Итак, как же эукариоты «выключают» гены и зачем?

Воздействовать на белок мы можем принципиально тремя способами. Можно придумать молекулу, которая будет связываться с уже синтезированным белком, препятствуя его работе, или, напротив, побуждая его к действию. Так работает большинство лекарств, например, известный анальгетик и жаропонижающее средство ибупрофен ингибирует фермент циклооксигеназу (ЦОГ), уменьшая выработку простагландинов — веществ, ответственных за воспаление [20].

Но ученые мечтают о новых возможностях: о выключении таргетного гена, вызывающего генетическое заболевание, на уровне ДНК (нокаут) и о выключении без затрагивания самой последовательности ДНК на уровне РНК (нокдаун).

Рисунок 3. Центральная догма молекулярной биологии. Генетическая информация, закодированная в ДНК, переходит в мРНК, и уже с нее синтезируется полипептидная последовательность. Нуклеотиды одной цепочки нуклеиновой кислоты могут быть соединены с нуклеотидами другой по правилу комплементарности. В процессе транскрипции синтезируется смысловая цепь мРНК, и, зная ее последовательность, мы можем синтезировать комплементарную ей цепочку, или антисмысловую цепь.

Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

В своей работе 1996 года Эндрю Файр (Andrew Fire) и Крейг Мело (Craig Mello) на модельном объекте Caenorhabditis elegans (нематоде) показали, что при внесении двухцепочечной РНК можно полностью «выключить» ген. Как оказалось, происходит это от того, что антисмысловая цепь РНК, комплементарная гену-мишени, вместо ожидаемого повышения экспрессии гена (ведь мы вносим матрицу для трансляции белка) блокирует его синтез. Немногим позже, в 2006 году, за первое применение РНК-интерференции (RNAi) ученые получили Нобелевскую премию [8].

Процесс начинается с того, что поступившая в клетку экзогенная двухцепочечная РНК связывается с рибонуклеазой Dicer (да-да, как та самая овощерезка), которая нарезает ее на небольшие фрагменты длиной 20–25 пар нуклеотидов, с двумя неспаренными основаниями на каждом конце. Такая длина, видимо, оказалась оптимальной для специфического связывания с мишенью. Эти фрагменты взаимодействуют с белковым комплексом RISC, который отщепляет одну из цепей РНК, оставляя вторую на съедение нуклеазам (ферментам, расщепляющим нуклеиновые кислоты), и путешествует с ней по клетке в поисках таргетной мРНК. Обнаружив ее, белок Аргонавт из комплекса RISC разрезает свою мишень (рис. 1 и 4).

Рисунок 4. РНК-интерференция. Сверху представлена схема строения малой интерферирующей РНК (siRNA). Экзогенная двухцепочечная РНК разрезается ферментом Dicer и встраивается, расплетаясь, в белковый комплекс RISC. Готовый к работе, совместно с siRNA, он путешествует по клетке. При встрече с комплементарной мРНК комплекс индуцирует ее деградацию. Таким образом, клетка уничтожает потенциально вирусную РНК, препятствуя синтезу вирусных белков, а также борется с транспозонами.

Этот механизм выполняет защитную функцию против вирусов, которые стремятся заполучить контроль над клеткой, предоставляя ее белковой машинерии инструкции по производству вирусных агентов. Также интерферирующие РНК могут быть полезны клетке в борьбе с мобильными генетическими элементами, которые активируются при делении клетки и нарушают нормальную работу ее генетического аппарата.

Также стоит отметить, что РНК-интерференция является не единственным механизмом регуляции экспрессии генов. Для трансляции необходимо, чтобы мРНК была одноцепочечной, поэтому при попадании одноцепочечной антисмысловой РНК в клетку блокируется процесс синтеза белка, а также активируется РНКаза H, разрушающая транскрипт.

В каких случаях мы можем использовать этот изящный механизм?

Нокаут генов активно применяется в лабораторной практике, в биоинженерии и биотехнологии. Геном можно редактировать с помощью рестриктаз с последующим сшиванием лигазами, воздействовать ретровирусами, несущими правильную копию поврежденного гена, а также использовать уже упоминавшийся метод геномного редактирования с помощью CRISPR-Cas9 — системы белков и РНК. Смотрите подробнее в статьях «12 методов в картинках: генная инженерия. Часть II: инструменты и техники» [11] и «Человек генномодифицированный / Homo genere mutatio» [12].

Проблема с применением большинства таких методов для лечения человека заключается в низкой селективности редактирования, что может вносить дополнительные мутации в геном. Клетки могут перерождаться в раковые, уходить в апоптоз. Данные побочные действия затрудняют применение описанных подходов для лечения генетических заболеваний человека.

Всего этого можно избежать, выключая гены с помощью РНК-интерференции. Очень перспективна разработка антивирусных лекарств, препятствующих связыванию вирусных белков с таргетной клеткой, а также противоопухолевых препаратов.

Так что же останавливало ученых в реализации этой простой идеи?

Все, кто работал в лаборатории с РНК, знают ее коварство: она быстро деградирует под действием РНКаз, находящихся на поверхности кожи, в слюне, и в большом количестве в кровяном русле. Получается, что препарат просто не успевает добраться до нужных клеток, гены которых необходимо выключить с помощью RNAi.

После долгих и дорогостоящих попыток фармкомпании практически потеряли надежду на терапевтическое применение этого механизма. Однако решение было найдено [13]. Сегодня у одной только компании Alnylam известно семь препаратов на основе РНК-интерференции, находящихся на разных стадиях клинических испытаний (табл. 1).

Мишенями таких лекарств являются не только заболевания, связанные с образованием амилоидных бляшек, но и широкий спектр системных дисфункций. Примеры лекарств, разрабатываемых для лечения таких заболеваний, можно найти в статье «Есть ли смысл в антисенсах?» [10].

Патисиран — первый олигонуклеотидный препарат на основе РНК-интерференции

Лекарственная форма патисирана (коммерческое название — Onpattro, «Онпаттро») состоит из РНК, завернутой в липидные наночастицы (LNPs). При создании действующего вещества разработчики использовали короткие, по 21 паре нуклеотидов, двухцепочечные РНК, которые предварительно модифицировали метильной группой, присоединяемой к атомам кислорода (О-метилировали) [15], и защищали с 3′ конца для увеличения стабильности молекулы (рис. 5).

Как вообще можно увеличить стабильность РНК?

Этого можно добиться разными способами. Например, на практике используют комбинации метилирования, блокирования конца или «слабых» мест молекулы с помощью специальных белков и реагентов, а также формирование вокруг лекарственной молекулы защитной оболочки.

Рисунок 5. Нуклеотидная составляющая патисирана представляет собой короткую 21-буквенную двуцепочечную РНК из смысловой и антисмысловой цепей, которая комплементарна таргетному гену транстиретина (TTR). Для бóльшей устойчивости, некоторые из нуклеотидов О-метилированы (Um, Cm), а на 3′ концах пришиты два тимидина (dT). Молекулярная формула лекарства — C₄₁₂H₄₈₀N₁₄₈Na₄₀O₂₉₀P₄₀. Молекулярный вес составляет 14 304 Да.

Впервые система доставки малых двухцепочных РНК была предложена в 2010 году и после развивалась вплоть до первого успешного клинического испытания в 2016, которое показало возможность применения РНК-интерференции для лечения генетических заболеваний человека [13].

Липидные наночастицы, защищающие РНК, состоят из внешнего слоя, образованного липидами с полиэтиленгликолем и холестерином, и внутренней полости, заполненной буфером, в которой находятся окруженные катионными частицами интерферирующие агенты (рис. 6).

Рисунок 6. Строение липидных наночастиц. Для создания липидных наночастиц эмпирически был разработан специальный протокол, сочетающий различные буферы и типы липидов: смешиваются ионизированные катионные липиды с siRNA в буфере с низкой ионной силой, за счет чего РНК сближаются с липидами и собираются в наночастицы (разноименные заряды катионных липидов и РНК притягиваются). Далее собранные структуры покрываются вспомогательными липидами, холестерином и липидами с полиэтиленгликолем (ПЭГ).

Таким образом, препарат таргетно доставляется в гепатоциты — клетки, продуцирующие амилоидный транстиретин.

Клинические испытания

Любое лекарство проходит через несколько так называемых фаз клинических испытаний перед тем, как будет допущено к продаже и широкому клиническому применению. Узнать больше можно из статей спецпроекта «Клинические испытания».

Для патисирана все клинические испытания прошли успешно. В последней, третьей фазе участвовало 225 пациентов с наследственным транстиретиновым амилоидозом (hATTR), из которых 77 получали плацебо. Ключевым показателем оценки состояния пациентов являлась модифицированная шкала ухудшения нейропатии (mNIS+7). Также использовали тест на ходьбу на расстояние 10 м, оценку индекса массы тела и опрос о качестве жизни. Наблюдение продолжалось в течение 18 месяцев. mNIS+7 ранжируется от 0 до 304 баллов: чем больше, тем хуже состояние пациента (рис. 7). По всем показателям выявили значимое улучшение состояния пациентов по сравнению с группой, принимавшей плацебо [16].

Рисунок 7. Динамика изменений средних значений модифицированной шкалы ухудшения нейропатии (mNIS+7). Разница между группами составляет 34,0 пунктов при p

Во время клинических испытаний возникли побочные эффекты: у 10% пациентов, принимавших лекарство, и 3%, принимавших плацебо, выявили инфекции верхних дыхательных путей. У всех пациентов наблюдали падение концентрации витамина А в крови (вспомним функции транстиретина).

FDA одобрило лекарство для всех стадий заболевания 10 августа 2018 года — так, патисиран стал не только первым одобренным препаратом для лечения наследственного транстиретинового амилоидоза, но и первым одобренным средством, в механизме работы которого лежит РНК-интерференция [17].

Комитет по лекарственным средствам для человека (CHMP), входящий в Европейское агентство лекарственных средств (EMA), рекомендовал предоставить разрешение на применение патисирана для лечения наследственного транстиретин-опосредованного амилоидоза у взрослых пациентов с полинейропатией 1 или 2 стадий. Значимого улучшения состояния пациентов с 3 стадией заболевания, по результатам клинических тестов и судя по комментариям представителя компании, достичь не удалось.

Лекарство будет доступно в виде раствора для внутривенного введения с концентрацией активного компонента 2 мг/мл. Примечательна периодичность инъекций: один раз в три недели.

Компания Alnylam предоставляет несколько типов финансовых тарифов для пациентов разных категорий. Рассмотрим два из них:

Нам удалось узнать подробнее о планах компании Alnylam на расширение рынка препарата. На данный момент патисиран доступен на территории США, о продаже на территории России речи пока не идет. Авторы надеются, что с течением времени терапия станет ближе для бóльшего числа больных.

Кто нас ждет теперь?

Как мы смогли убедиться, создание RNAi-препаратов сопряжено с огромными трудностями, связанными с доставкой хрупких РНК к клеткам. Сегодня остается еще много вопросов касательно дизайна и применения липидных наночастиц.

Это перспективное направление открывает, в первую очередь, невероятные возможности для лечения генетических заболеваний человека. Доказанная эффективность патисирана способствует дальнейшему исследованию РНК-интерферирующих агентов, их применению в клинической практике и еще большему накоплению багажа знаний. Возможно, когда-нибудь, мы увидим в аптеках волшебные лекарства против всего, а, может быть, приблизимся к «Дивному новому миру» Олдоса Хаксли. Время покажет.

Источник