Прогерія Хатчінсона-Гілфорда прокладає шлях до нових цільових методів лікування старіння

Будь ласка зв'яжітьсяoscar.xiao@wecistanche.comдля отримання додаткової інформації

Прогерія Хатчінсона-Гілфорда — це синдром прискореного старіння, спричинений постійно фарнезильованим мутантним ламіном А, який називається прогерином. Нещодавно FDA схвалила лонафарніб, інгібітор фарнезилтрансферази, для лікування прогерії, тоді як Коблан і його колеги використовували нові методи редагування генів, щоб усунути першопричину цього захворювання шляхом виправлення мутації LMNA.

Натисніть тут, щоб дізнатися більше

Прогерія Хатчінсона-Гілфорда (HGPS) — це синдром прискореного старіння, що характеризується алопецією,біофлавоноїдиатрофія шкіри, аномальна пігментація, ліподистрофія та смерть у середньому віці 14,3 року внаслідок серцевої недостатності. Прогерія викликається мутацією в гені LMNA. Ламін А піддається численним посттрансляційним модифікаціям, включаючи додавання фарнезил-ізопреноїдного ліпідного фрагмента до його С-кінцевого мотиву CaaX за допомогою фарнезилтрансферази, яка прив’язує його до ядерної мембрани. Після цього етапу відбувається розщеплення кінцевих 3 амінокислот металопротеазою ZMPSTE24 і карбоксиметилювання С-кінця ізопренілцистеїнкарбоксиметилтрансферазою. Нарешті, 15 С-кінцевих амінокислот, включаючи фарнезиловий хвіст, розщеплюються ZMPSTE24, вивільняючи зрілий ламін А в пластинку.

cistanche може проти старіння

HGPS is caused by a de novo heterozygous point mutation in LMNA (c.1824 C>Т; p.G608G), таким чином активуючи таємний сайт сплайсингу та видаляючи 50 амінокислот, включаючи сайт розщеплення ZMPSTE24». Таким чином, пацієнти накопичують усічений і постійно фарнезильований мутантний ламін А, який називається прогерином.купити цистанчеПрогерин залишається прив’язаним до ядерної мембрани та домінуючим чином руйнує ядерні каркаси, що призводить до ядерних аномалій, втрати гетерохроматину, пошкодження теломерної ДНК та старіння.3

Інтенсивне дослідження привело до кількох багатообіцяючих терапевтичних стратегій для лікування прогерії. Вони включають відновлення мутації LMNA шляхом редагування генів на основі CRISPR, підходи на основі олігонуклеотидів для запобігання аномальному сплайсингу пре-мРНК, препарати, які підвищують кліренс прогерину, та втручання, спрямовані на подальші наслідки експресії прогерину (наприклад, пошкодження теломерної ДНК та старіння).

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>Т-мутація.5

Постійне фарнезилювання та мембранне прив’язування прогерину дали обґрунтування для тестування FTI як потенційного втручання прогерії. Ряд білків, включаючи малі ГТФази та тирозинфосфатази, є фарнезильованими, і для трансформаційної активності Ras необхідне пренілювання білка. Отже, FTI просунулися в клінічні випробування для лікування злоякісних новоутворень, і було визнано доцільним вивчити їхній терапевтичний потенціал при прогерії.

Лікування FTI покращило форму ядер HGPS і покращило фенотипи у прогероїдних мишей.6 Ці результати заклали основу для двох клінічних випробувань з однією групою з використанням лонафарнібу, препарату, який інгібує фарнезилтрансферазу. У 2007 році було зареєстровано 62 пацієнтів із HGPS із 34 різних країн віком від 2-17 років. Лікування FT1 покращило збільшення ваги та мінеральну щільність кісткової тканини, зменшило жорсткість судин і збільшило виживання на 2,5 роки.78 На основі цих результатів FDA надало заявці статус пріоритетного розгляду, а Lo-nafarnib було призначено проривною терапією та лікарським засобом-сиротою. Лонафарніб отримав схвалення FDA в листопаді 2020 року і є першим препаратом для лікування прогерії.

Хоча результати випробувань є обнадійливими, лікування лонафарнібом не є ліками від прогерії. FTI націлені на низку інших білків, що може призвести до довгострокових побічних ефектів. Крім того, експерименти на мишах показали, що прогерин у присутності FTI може піддаватися геранілгеранілюванню. Таким чином, комбінація інгібіторів геранілгеранілтрансферази 1 у поєднанні з препаратами, які спрямовані на біосинтетичний шлях фарнезилпірофосфатів, такими як золедронова кислота (бісфосфонат) і правастатин, може додатково зменшити пренілювання білка.цистанчТим не менш, покращення може бути обмеженим, оскільки експресія нефарнезилованого прогерину в мишачій моделі все ще призводила до — хоча й більш легкого — фенотипу захворювання». Це підкреслює важливість розуміння точного механізму(ів), за допомогою якого прогерин порушує фізіологію клітини та якою мірою блокування преніляції білка впливає на це Більше того, важливо розробити терапевтичні засоби, спрямовані на першопричину проблеми: мутацію LMNA.

Введіть редагування геному

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 АвстраліяУ фібробластах HGPS ABE-опосередкована корекція мутованого LMNA відбулася з високою ефективністю (~90 відсотків) і призвела до зниження рівня прогерину та відновлення ядерної морфології.

Щоб перевірити ABC in vivo, капсиди аденоасоційованого вірусу9(AAV9) використовували для доставки ABC мишам, які несуть мутацію G608G LMNA людини. Ін’єкції проводили на 3-й день після пологів (P3) і P14, а частоту корекції оцінювали через 6 тижнів і 6 місяців після ін’єкції. Частота корекції коливалася від 10 відсотків -30 відсотків у серці, квадроциклі, аорті та кістках до понад 60 відсотків у печінці. Редагування було менш ефективним у легенях, шкірі, вісцеральному жирі та білій жировій тканині, нирках і селезінці. Цікаво, що кількість скоригованих LMNA з часом зросла в різних тканинах. Це можна пояснити тим, що AAV зберігаються в деяких тканинах і продовжують процес редагування, або відредаговані клітини демонструють перевагу росту над некоригованими клітинами. Відповідно до цього уявлення рівень прогерину значно знизився в печінці (-87 відсотків), серці (-86 відсотків) і аорті (-49 відсотків). Серцево-судинні ускладнення у пацієнтів з HGPS характеризуються втратою гладком’язових клітин судин (VSMC), периадвентиціальним потовщенням і жорсткістю аорти.переваги cistancheВажливо, що аорти мишей, які отримували лікування, продемонстрували 11-кратне збільшення VSMC, відновлене потовщення адвентиції, а тривалість життя мишей, які отримували лікування, зросла у 2.4-рази.

Однак у деяких літніх мишей, які отримували лікування, розвинулися пухлини печінки, які могли походити від вставки AAV, пов’язаної з пухлиноутворенням печінки. Будуть необхідні додаткові дослідження для визначення віддалених наслідків трансдукції AAV та лікування ABE. Нарешті, введення ABCs в організм людини може викликати імунну відповідь, яку необхідно контролювати та, можливо, пом’якшити за допомогою імуносупресії.

Незважаючи на це, ці вражаючі результати демонструють, що одна ін’єкція ABE покращила здоров’я серця, що є ключовим фактором ранньої захворюваності у пацієнтів з прогерією, і подовжила тривалість життя прогероїдних мишей. ABE у поєднанні з антисмисловими олігонуклеотидами та лікуванням FTI створюють захоплюючі нові шляхи лікування HGPS і забезпечують підтвердження концепції для інших генетичних захворювань.

ПОДЯКА

Ця робота була підтримана Радою біомедичних досліджень Сінгапуру та Сінгапурським агентством з науки, технологій і досліджень (A*STAR).

Ця стаття взята з Med 2, 353–354, 9 квітня 2021 ª 2021 Elsevier Inc.