CC BY
4
Eur J Neurol 2010;17(7):903-12, e44-9. DOI: 10.1111/j.1468-1331.2010.03023.x
16. Nolano M., Provitera V., Caporaso G. et al. Cutaneous innervation of the human face as assessed by skin biopsy. J Anat 2013;222(2):161-9. DOI: 10.1111/joa.12001
17. Haefeli M., Elfering A. Pain assessment. Eur Spine J 2006;15(Suppl 1): S17-24. DOI: 10.1007/s00586-005-1044-x
18. Closs S.J., Barr B., Briggs M. et al. A comparison of five pain assessment scales for nursing home residents with varying degrees
of cognitive impairment. J Pain Symptom Manage 2004;27(3):196—205. DOI: 10.1016/j.jpainsymman.2003.12.010
19. Jensen M.P., Karoly P., Braver S. The measurement of clinical pain intensity: A comparison of six methods. Pain 1986;27(1):117—26. DOI: 10.1016/0304-3959(86)90228-9
20. Sauerstein K., Liebelt J., Namer B. et al. Low-frequency stimulation of silent nociceptors induces secondary mechanical hyperalgesia in human skin. Neuroscience 2018;387:4-12.
DOI: 10.1016/j.neuroscience.2018.03.006
Acknowledgement. Dr. A. Soufla would like to express her gratitude to Pr. Dr. Panagiotis Kokotis for his valuable support and assistance during the research process.
Благодарность. Доктор A. Soufla выражает благодарность проф. P. Kokotis за его ценную поддержку и помощь в ходе исследования.
Authors' contributions. Each author contributed significantly to the conception, design, data collection, analysis, and interpretation of the study. Dr. A. Soufla drafted the manuscript, while Pr. Dr. M. Smeltz, Pr. Dr. R. Rukwied and Pr. Dr. P. Kokotis critically revised it for important intellectual content. All authors have read and approved the final version of the manuscript.
Вклад авторов. Каждый автор внес значительный вклад в концепцию, дизайн, сбор данных, анализ и интерпретацию результатов исследования. Доктор A. Soufla составил черновик рукописи, а проф. M. Smeltz, R. Rukwied и P. Kokotis критически пересмотрели его на предмет важного интеллектуального содержания. Все авторы прочли и одобрили окончательный вариант рукописи.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Funding. The study was performed without external funding. Финансирование. Исследование выполнено без спонсорской поддержки.
Compliance with patient rights and principles of bioethics. The study was approved by the local ethics committee of National and Kapodistrian University of Athens. Written informed consent was obtained from all participants prior to their involvement in the study.
Соблюдение прав пациентов и правил биоэтики. Исследование было одобрено локальным этическим комитетом Афинского национального университета им. Каподистрии. Все участники подписали письменное информированное согласие на участие в исследовании.
Article submitted: 12.03.2024. Accepted for publication: 16.04.2024. Статья поступила: 12.03.2024. Принята к публикации: 16.04.2024.
Нервно-мышечные БОЛЕЗНИ
Neuromuscular DISEASES Лекции и обзоры | Lectures and reviews
_i DOI: https://doi.org/10.17650/2222-8721-2024-14-2-44-52 О
Исторические этапы поиска и разработки терапевтических подходов при миодистрофии Дюшенна. Часть II: этиотропные подходы
К.С. Кочергин-Никитский, С.А. Смирнихина, А.В. Лавров
ФГБНУ«Медико-генетический научный центр им. акад. Н.П. Бочкова»; Россия, 115522Москва, ул. Москворечье, 1
Контакты: Константин Сергеевич Кочергин-Никитский [email protected]
Мышечная дистрофия Дюшенна - одна из самых распространенных наследственных миодистрофий с X-сцепленным рецессивным типом наследования. Развитие болезни обусловлено мутациями гена DMD, приводящими к отсутствию или нарушению функции кодируемого им белка дистрофина. Потеря дистрофина приводит к тяжелым дегенеративным процессам у пациентов, особенно в мышечных тканях, вызывающим нарушение функционирования мышц, утрату способности к самостоятельному перемещению, дыхательную недостаточность, кардиомиопатии и др. Усилия множества исследователей, разрабатывавших различные терапевтические подходы с момента описания заболевания в XIX веке до настоящего времени, не привели к возможности излечивать миодистрофию Дюшенна или хотя бы значительно повлиять на заболевание. Последнее стало возможно только с внедрением в терапию глюкокортикостероидных препаратов. Их применение позволяет замедлить развитие болезни, продлить средний ожидаемый срок жизни до 30-40 лет, однако связано с серьезными осложнениями, негативно влияющими на качество жизни пациентов.
В последние десятилетия определенные надежды связаны с развитием этиотропной терапии миодистрофии Дюшенна, направленной на восстановление функции гена DMD. Некоторые из таких подходов связаны с попытками преодолевать эффекты, создаваемые преждевременными стоп-кодонами в гене DMD, при использовании антибиотиков группы аминогликозидов, аталурена и пр. Ряд более поздних исследований провели с целью изучения применимости подходов, основанных на пропуске экзонов в гене дистрофина, для исключения экзонов, содержащих патогенные генетические варианты. Основанием стала имеющаяся информация о более мягком течении заболевания, связанного с укороченным, но сохраняющим функциональность дистрофином. Еще с начала XX века изучалась возможность коррекции патологии посредством введения функционального гена DMD извне (генозаместительная терапия). Одним из наиболее перспективных направлений в последние годы представляется развитие подходов, связанных с геномным редактированием, позволяющих, в отличие от вышеперечисленных методик, на постоянной основе исправлять этиологическую основу генетических заболеваний. Некоторые из таких препаратов уже получили одобрение, другие же, относящиеся к генной терапии, находятся на стадии клинических исследований.
Ключевые слова: мышечная дистрофия Дюшенна, мышечная дистрофия Беккера, ген DMD, дистрофин, нервно-мышечные заболевания
Для цитирования: Кочергин-Никитский К.С., Смирнихина С.А., Лавров А.В. Исторические этапы поиска и разработки терапевтических подходов при миодистрофии Дюшенна. Часть II: этиотропные подходы. Нервно-мышечные болезни 2024;14(2):44-52. DOI: https://doi.org/10.17650/2222-8721-2024-14-2-44-52
stages of research and development of therapeutic approaches for Duchenne myodystrophy. Part II: etiotropic approaches
K.S. Kochergin-Nikitskiy, S.A. Smirnikhina, A.V. Lavrov
Research Centre for Medical Genetics; 1 Moskvorechye St., Moscow 115522, Russia Contacts: Konstantin Sergeevich Kochergin-Nikitskiy [email protected]
Duchenne muscular dystrophy is one of the most common inherited muscular dystrophies. The cause of this disease with an X-linked recessive type of inheritance is mutations in the DMD gene, leading to the absence of the dystrophin protein this gene encodes or its impaired function. Loss of dystrophin leads to severe degenerative processes in patients, especially in muscle tissue, with impaired muscle function, loss of ability to move independently, respiratory failure, cardiomyopathies, etc.
The collective efforts of many researchers over the years since the 19th century, when the diseases was described, not allowed to achieve a cure or significantly influencing the trajectory of the illness. The only notable impact o on the disease course has come with the integration of corticosteroid medications into Duchenne muscular dystrophy therapy. While their application can decelerate disease progression and extend the average life expectancy up to 30-40 years, ^ it comes with substantial adversely affects influencing patients' quality of life. g
Certain hopes were associated in recent decades with the development of etiotropic therapy for Duchenne muscular dystrophy, aimed at restoration of the dystrophin's function. Some of such approaches were based on the overcoming of the effect of premature stop codons in the DMD gene using aminoglycoside antibiotics, ataluren, etc. Several subsequent studies were conducted to explore the applicability of exon-skipping approaches in the dystrophin gene, aimed at excluding exons carrying pathogenic genetic variants. The rationale for these studies was the available information about a milder course of the disease associated with a truncated but functional dystrophin. The possibility of the pathology correction by means of introduction of the exogenous functional DMD gene copy from the outside (gene replacement therapy) has been under study since the beginning of the 20th century. One of the most promising directions in recent years was the development of approaches related to genome editing, which, unlike the methods mentioned above, allows for the permanent correction of the underlying cause of genetic diseases. Some of corresponding drugs have already received approval, while others, related to gene therapy, are at the stage of clinical trials.
Keywords: Duchenne muscular dystrophy, Becker muscular dystrophy, DMD gene, dystrophin, neuromuscular disorders
For citation: Kochergin-Nikitskiy K.S., Smirnikhina S.A., Lavrov A.V. Stages of research and development of therapeutic approaches for Duchenne myodystrophy. Part II: etiotropic approaches. Nervno-myshechnye bolezni = Neuromuscular Diseases 2024;14(2):44-52. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.17650/2222-8721-2024-14-2-44-52
Введение
Мышечная дистрофия Дюшенна (МДД) — наследственное заболевание с Х-сцепленным рецессивным типом наследования, связанное с нарушением функции белка дистрофина. Белок кодирует один из длиннейших генов (2,3 млн оснований, из которых 11 000 оснований входят в кодирующую последовательность), выявленных к настоящему времени, включающий 79 экзонов [1]. Данный белок обеспечивает стабилизацию мышечных волокон, связывая актин с комплексом внутриклеточных, трансмембранных и внеклеточных гликопротеинов [2]. Кроме того, его обнаруживают в области нервно-мышечного соединения [3]. Чаще всего причиной заболевания становятся крупные де-леции (около 70 %), приводящие к потере 1 и более экзонов, сгруппированные преимущественно в 2 регионах: экзоны 45—55 и 2—20. Весомую долю (около 20 %) каузативных мутаций составляют небольшие мутации, из которых чаще всего (порядка 10 % случаев) встречаются точечные нонсенс-мутации. Выявляли также крупные дупликации (порядка 10 %), небольшие (от нескольких нуклеотидов) делеции и инсерции, нарушения сайтов сплайсинга [1, 4, 5]. Кроме того, имеются данные о влиянии иных генов на развитие МДД. Так, Е. Pegoraro и соавт. в 2011 г. сообщали о влиянии аллеля гена SPP1, кодирующего остеопорин, на более быстрое прогрессирование заболевания и ответ на терапию глюкокортикостероидами [6].
Мышечная дистрофия Дюшенна считается одним из самых распространенных среди редких наследственных заболеваний. Частота, по разным оценкам, составляет в различных регионах до 1 случая на 3500—9000 новорожденных мужского пола [7, 8], возраст выявления заболевания — от 2 до 4 лет. Развитие заболевания связано с прогрессирующими дегенеративными процес-
сами в мышечных тканях, потерей мышечных волокон и фиброзом, приводящими к общей мышечной слабости и нарушениям двигательной активности. На более поздних этапах пациенты лишаются возможности независимой ходьбы, возникают фатальные нарушения сердечной и дыхательной деятельности. Уже к 10—12 годам многим пациентам требуется инвалидная коляска, а к 20 годам проблемы с дыхательной системой часто приводят к необходимости принудительной вентиляции легких. И даже при ее использовании средняя продолжительность жизни больных составляет от 20 до 40 лет [9, 10]. Нарушения функционирования миокарда часто наблюдаются уже с 6 лет, и у большинства (до 95 %) пациентов на терминальной стадии заболевания [11]. Также у детей наблюдают легкое отставание умственного развития.
Со времен описания МДД во второй половине XIX века было исследовано немалое количество терапевтических подходов и связанных с ними препаратов, призванных если не излечить, то по крайней мере уменьшить тяжесть течения заболевания. Мы постарались зафиксировать некоторые исторические вехи в развитии таких подходов (см. рисунок). В первой части обзора не были охвачены этиотропные подходы, получившие развитие в последние десятилетия и направленные на устранение самой причины заболевания — генетического дефекта либо снижение его эффекта при воздействии на первые звенья патогенетической цепи — экспрессию дистрофина. Такие методы, как стимуляция прохождения стоп-кодонов (преодоление нонсенс-мутаций), провокация пропускания экзонов, содержащих высокопатогенные генетические варианты, и, наконец, генотерапевтиче-ские подходы, в частности методы геномного редактирования, мы постарались рассмотреть в историческом ключе в данной части.
ТОМ 14 VOL.14
22024
Этиотропные подходы /Etiotropic approaches
П роти вой шем ическая терап ия при м ышеч но й д истрофи и Дю шен на / Anti-ischemic therapy for Duchenne muscular dystrophy Снижение накопления Ca2+ в миоцитах / Reducing of the Ca2+ accumulation in myocytes Антифибротическая терапия/Antifibrotic therapy Глюкокортикостероидная и противовоспалительная терапия / Corticosteroid and anti-inflammatory therapy
Электромиостимуляция /
Electromyostimulation
AV
Нутриенты, антиоксиданты в метаболических путях / Nutrients, antioxidants in metabolic pathways Модулирование регуляции роста мышечной ткани / Modulation of the muscle tissue growth regulation И нгибиторы холинэстеразы / Cholinesterase inhibitors
1963 Левадозин/
Levadosin
1961 Талантам ин/
Galantamine
1961 Норэтандролон /
Norethandrolone
1964
Метандростенолон /
Methandrostenolone
1977 Пеницилламин/
Penicillamine
1983
Метисергид/
Methyserqide
1993 Циклоспорин/
Cyclosporine
1972 Соматотропин/
Somatotropin
1981 Мазиндол/
Mazindol
1974
Синэстрол/
Sinesirol
1978 Аллопуринол/
Allopurinol
1982 Верапамил/
verapami
1995 Убихинон/
Ubiquinone
2005 _rtrt1 Аталурен/ ft 2001 Atgluren Оксандролон /
Oxandrolone
I 2002
Пентоксифиллин/
Pentoxifylline
1993 Азатиоприн /
Azathioprine
-M-
2009 Этеплирсен/
Eteplirsen
2019 Ваморолон/
Vamorolone
1 2020 Вилтоларсен/
2015 1 Голодирсен /
G olodirsen
1 2016 Памревлумаб/
Pamrevlumab
Viltolarsen 'енадирсен /
Renadirsen
Изаксонин/
Isaxonin
\ 2001 Гентамицин/
Gentamicin
2000 Креатин/
Creatine
2011 Витамин D/
Vitamin D
■4 ¿ J-Ihh
2017 Тадалафил /
fadalafii
Дрисаперсен/ ¿UU4 Drisapersen Альбутерол /
Mufera/
2015 Касимерсен/
Casimersen
2020 Мекасермин/
Mecasermin
I860
1870
1960
1970
1980
1990
2000
2010
2020
Временная шкала, отражающая развитие терапевтических подходов и появление препаратов, применявшихся при терапии мышечной дистрофии Дюшенна Timeline showing the development of therapeutic approaches and introduction of the drugs, used in Duchenne muscular dystrophy therapy
Развитие этиотропных подходов к терапии миодистрофии Дюшенна
С 2000-х годов. Преодоление нонсенс-мутаций. Ами-ногликозиды. Нонсенс-мутации в гене дистрофина достаточно часто (5—13 % случаев) лежат в основе этиологии МДД, и восстановление синтеза белка посредством трансляции «сквозь» преждевременный стоп-кодон представляется многообещающим подходом. C 70-80-х годов XX века известна способность антибиотиков группы ами-ногликозидов провоцировать «проскок» стоп-кодонов при синтезе белка в клетках эукариот. Связываясь с ри-босомной РНК в А-сайте 80S-субъединицы, аминогли-козиды снижают специфичность декодирования и делают возможным добавление к полипептидной цепочке аминокислоты в позиции стоп-кодона [12, 13]. Ограничения использования аминогликозидов связаны со специфичностью в отношении стоп-кодонов и их достаточно высокой токсичностью (особенно нефро- и ототоксически-ми эффектами [14, 15]). Для гентамицина, например, показано преимущественное прохождение кодона TGA, но не TAA и TAG [16].
Первые клинические исследования по применению аминогликозидов при МДД были проведены в начале 2000-х годов. Об улучшении клинической картины или повышении силовых показателей не сообщали ни K.R. Wagner и соавт. в 2001 г. по результатам 2-не-дельного исследования фазы I c 4 пациентами, имевшими нонсенс-мутации в гене DMD, ни L. Politano и соавт. в 2003 г. Во втором случае, однако, повышение уровня дистрофина было зафиксировано серологическими методами в биоптатах мышечных тканей у 3 из 4 пациентов с преждевременными стоп-кодонами UGA [17, 18]. Такую специфичность в отношении стоп-кодона (а также его окружения) не зафиксировали V. Malik и соавт. в 2010 г., наблюдавшие в среднем 50 % снижение уровня креатинфосфокиназы у пациентов 5—15 лет с различными стоп-кодонами в гене дистрофина, получавших гентамицин, а также восстановление экспрессии дистрофина у пациентов, прошедших 6-месячный курс терапии гентамицином, особенно у пациентов с ненулевым (>0,8 % от нормы) базовым уровнем его экспрессии, с потенциально клинически значимыми 13—15 % от нормы у 3 из них (у mdx-мышей такое повышение позволяло улучшить силовые показатели [19]). Хотя показана неплохая переносимость препарата без серьезных побочных эффектов при выбранных режимах, значимых улучшений в функциональных тестах и силовых показателях при достигаемых уровнях экспрессии не наблюдалось [20].
Аталурен. Одним из новых препаратов, позволяющих преодолевать стоп-кодоны, стал PTC124, или аталурен (трансларна), полученный PTC Therapeutics в результате скрининга 800 тыс. различных соединений [21], провоцирующий введение в полипептидную цепь аминокислот Gln, Lys или Tyr на место UAA и UAG стоп-кодонов и аминокислот Trp, Arg или Cys на место
UGA. Наблюдается избирательность препарата в отношении именно преждевременных стоп-кодонов > даже при длительной экспозиции. Важным преимуще- 2 ством аталурена называется возможность перорального g введения, а также значительно более низкая концентрация препарата, необходимая для максимального эффекта, по сравнению с аминогликозидами в целом и гентамицином в частности.
После обнадеживающих результатов исследований на клеточных культурах и животных моделях [22] и демонстрации хорошей переносимости препарата в 28-дневном предварительном исследовании (а также повышенной экспрессии дистрофина у 23 из 38 его участников [23]) было проведено несколько исследований, связанных с применением аталурена в терапии МДД. В 2014 г. K. Bushby и соавт. сообщили о результатах фазы IIb рандомизированного двойного слепого исследования под контролем плацебо длительностью 48 нед с участием 174 пациентов от 5 лет с нонсенс-мутациями в гене DMD [24]. Были показаны в среднем 30-кратное увеличение содержания дистрофина в мышцах по сравнению с группой плацебо (2,8 и 0,09 % соответственно), уменьшение числа падений (максимум до 2,5 раза по сравнению с группой плацебо), а также увеличенное на 28—44 м расстояние, проходимое за 6 мин (6MWT; в норме в соответствующих возрастных группах составляет ~500—700 м [25, 26]), а в отдельных подгруппах - на 50 м (p = 0,0096) и 68 м (p = 0,005). В целом по параметру 6MWT к окончанию испытаний замедление и отсутствие прогрессирования заболевания отмечались у 74 % пациентов (против 56 % в группе плацебо). Исследования фазы III (48 нед) с критериями отбора пациентов, соответствовавшими таковым подгруппы с наиболее статистически значимыми различиями в предыдущей фазе (7-16 лет, базовое значение 6MWT >150 м, но <80 % от нормы), не выявили статистически значимой разницы в показателе 6MWT между группами исследования и плацебо, за исключением единственной подгруппы с базовым значением 6MWT 300-400 м, где средняя разница составила 43 м (p = 0,007) и ни один пациент не утратил амбулаторного статуса. Улучшения качества жизни пациентов не отмечалось, хотя, по некоторым данным, даже небольшое увеличение показателя 6MWT может иметь клиническую значимость [27]. Авторы исследования указывали на ограничения корректной оценки результатов из-за гетерогенности выборки (при базовом значении 6MWT <150 м колебания показателя весьма высоки, при значении >400 м зачастую за год может не наблюдаться его снижения) [28].
Клинические исследования (NCT04336826, NCT03179631, NCT02369731) аталурена в терапии МДД продолжаются. Результаты более чем 6-летнего ретроспективного исследования с включением 11 пациентов с МДД и медианным сроком приема аталурена 2312 дней, проведенного Е. Michael и соавт., и промежуточные
jj результаты длительного проспективного международ-^ ного исследования с участием более чем 400 пациентов 2 с МДД, проводимого международной исследовательской g группой STRIDE Registry and Cooperative International Neuromuscular Research Group с 2006 г., подтверждают данные о замедлении прогрессирования заболевания, ухудшения моторных функций верхних конечностей, отсрочке потери амбулаторного статуса пациентами, а также о хорошей переносимости аталурена [29—31]. В настоящее время для аталурена продлено условное одобрение от Европейского агентства лекарственных средств (EMA). От Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрение не получено [32, 33].
Продолжается поиск эффективных и малотоксичных препаратов с аналогичными свойствами. В 2003 г. сообщали о препарате негамицин, тестируемом на mdx-мышах. За 2 нед авторам удалось достичь содержания дистрофина в исследованных мышцах порядка 10 % от нормы и снижения уровня креатинфосфокиназы на 35 % [34]. Синтезирован аналог негамицина, в 1,4 раза более активный и менее токсичный, а также не имеющий антимикробной активности [35]. Результатом скрининга более чем 34 тыс. соединений стало выявление RTC13, обладающего более высокой, по сравнению как с гентамицином, так и с аталуреном, эффективностью в отношении преодоления UAA стоп-кодона и восстановления синтеза дистрофина у mdx-мышей при отсутствии изменений в печени или почках, связанных с токсическим эффектом препарата [36].
Со второй половины 2010-х годов. Внедрение препаратов, провоцирующих экзон-скиппинг, на основе антисмысловых олигонуклеотидов. Основанием для развития в терапии МДД подходов, связанных с пропуском экзонов, являются данные о значительно более мягком фенотипе заболевания при in-frame-делециях в дистрофине (часто это мышечная дистрофия Бекке-ра), по сравнению с фенотипом заболевания, развивающегося в отсутствие функции дистрофина [37—40]. В качестве материального агента, обеспечивающего искомый эффект пропуска экзонов, рассматриваются, например, так называемые антисмысловые олигонуклео-тиды (ASO), гибридизация которых с РНК-транскриптами в районе сайтов сплайсинга приводит к их экранированию и исключению нижележащего экзона из мРНК [41]. В контексте МДД примерно 47 % каузативных мутаций могут быть скорректированы пропуском 1 экзона и до 90 % — пропуском пары, что, однако, требует разработки ASO для пропуска 68 из 79 экзонов [42]. При этом множественный пропуск, например, экзонов 45—55, позволяющий охватить до 47 % МДД-ассоциированных нонсенс-мутаций, также связан с относительно мягким фенотипом мышечной дистрофии Беккера [43—45].
По-видимому, впервые модулирование сплайсинга мРНК дистрофина посредством ASO было предложено исследователями из Японии еще в начале-сере-
дине 1990-х годов [46, 47]. К настоящему времени множество ASO, в основном представляющих собой модифицированные олигонуклеотиды, для пропуска различных экзонов в гене дистрофина было предложено и проверено в клинических исследованиях. В 2016 г. одобрение FDA получил этеплирсен (Sarepta Therapeutics) — препарат на основе морфолиновых олигонуклеотидов (PMO), предназначенный для обеспечения пропуска экзона 51. Одобрение вызвало дебаты в том числе из-за малой выборки, для которой были продемонстрированы достоверные результаты. Препарат прошел ряд клинических исследований (NCT00159250, NCT00844597, NCT01396239, NTC01540409, NCT02255552), однако решение FDA было основано на показателях 6MWT, полученных для подгруппы из 12 пациентов с нонсенс-мутациями в экзоне 51. В подгруппе по окончании 24-недельного курса было зафиксировано увеличение количества мышечных волокон, содержащих дистрофин, в среднем до 23 % и до 43 и 50 % спустя 48 нед. Спустя 180 нед содержание дистрофина в биоптатах мышечных тканей также оставалось повышенным, в среднем в 11,6 раза (с 0,08 до 0,93 % от нормы) [48]. Спустя 36 мес пациенты, получавшие препарат, демонстрировали более низкую скорость прогрес-сирования заболевания (средняя разница в показателе 6MWT — 151 м, p = 0,01), меньшую частоту потери амбулаторного статуса и стабилизацию дыхательной функции по сравнению с историческими данными [49, 50].
Изучение аналогичного препарата дрисаперсена, дошедшего до III фазы клинических исследований, было в итоге прекращено из-за низких показателей эффективности и статистической значимости отличий [51, 52].
Среди внутривенных ASO, получивших первичное одобрение, — ASO на основе PMO голодирсен (одобрен FDA в 2019 г. [53]) и вилтоларсен (одобрен в США и Японии в 2020 г. [54, 55]) для пропуска экзона 53, касимер-сен (одобрен в США в 2021 г. [56]). Некоторые другие, такие как, например, препарат для подкожного введения ренадирсен [57], относящийся к тиофосфатным производным РНК с 2'-O-метилированной рибозой, проходят клинические исследования (JapicCTI-153072). Ведутся исследования, связанные с различными новыми классами ASO, такими как пептидные конъюга-ты PMO (пептидная часть, богатая аргинином, обеспечивает улучшение доставки незаряженного PMO в клетки, в том числе кардиомиоциты) [58], трицикло-ДНК-олигомеры, демонстрирующие повышенную способность вызывать пропуск экзонов и более высокую аффинность в отношении РНК [59]. Исследуются преимущества стереочистых ASO с избирательной хиральностью [41].
Генотерапевтические подходы, связанные с экспрессией экзогенного функционального дистрофина (геноза-местительная терапия). Попытки доставки кодирующих гены последовательностей в эукариотические клетки, в том числе путем трансдукции специально собранными вирусными векторами, с целью экспрессии данных
генов предпринимались, по-видимому, еще в 60-х годах XX века [60]. В контексте МДД, связанной с отсутствием функционального дистрофина, экспрессия экзогенного белка в целевых клетках представляется многообещающей стратегией. Однако полный размер только кодирующей последовательности гена DMD составляет около 11,5 Кб, что превышает пакующую способность как рекомбинантных аденоассоциирован-ных векторов, так и векторов на основе адено- или ретровирусов. В ряде исследований на животных моделях была продемонстрирована функциональность разрабатываемых безынтронных вариантов гена DMD, содержащих протяженные делеции и кодирующих укороченные дистрофины, так называемые мини- и микро-дистрофины. Ранние работы опубликованы еще в начале 2000-х годов [61—63]. В настоящее время некоторые из таких препаратов проходят клинические исследования. Микродистрофин под контролем специфического для мышечной ткани промотора MHCK7 в составе вектора на основе рекомбинантного аденоассоцииро-ванного вируса (рААВ) серотипа rh47, демонстрирующего повышенную тропность в отношении мышечной ткани, предложен Sarepta Therapeutics совместно с госпиталем Nationwide Children's Hospital (США). Препарат на его основе (SRP-9001/Elevidys/RG 6356) в настоящее время проходит клинические исследования фазы III, но для него уже получено одобрение FDA в июне 2023 г. [64]. В исследованиях фазы I—II (NCT03375164) с участием 4 пациентов было показано отсутствие значимых побочных эффектов, а также наличие экспрессии микродистрофина и присутствие белка в области сарколеммы в 81 % мышечных волокон через год после однократной инфузии, стабильные улучшения в функциональных тестах [65].
PF-06939926 (Pfizer) — еще один генотерапевтический препарат, в настоящее время участвующий в фазе III клинических исследований (NCT04281485), начатых в 2020 г. Препарат создан на основе минидистрофина, аналогичного микродистрофину, использующемуся в SRP-9001, но в составе рААВ 9-го серотипа. Проводится набор пациентов, первичные данные ожидаются в 2024 г. Результаты исследований фазы I (NCT03362502) указывали на безопасность и эффективность препарата после однократного введения, что позволило FDA выдать заявке статус fast-track, в связи с чем сразу после фазы I были инициированы исследования фазы III [66, 67].
Среди аналогичных препаратов SGT-001 (на основе рААВ9), разрабатываемый Solid Biosciences, сейчас
участвует в стартовавших в 2017 г. открытых исследованиях фазы I—II (NCT03368742), включивших 16 па- > циентов 4—17 лет. В группах пациентов, получавших ? препарат, показаны улучшения в функциональных g тестах. В то же время у некоторых пациентов наблюдались побочные эффекты, потребовавшие медицинского вмешательства.
Другой пример — GNT 0004, разработка компании Genethon в сотрудничестве с Sarepta Therapeutics. Клинические испытания I—III фазы (2020-002093-27, European Union Clinical Trials Register) препарата стартовали в 2020 г. [66-68].
Заключение
С середины XIX века предложено множество подходов к терапии МДД. Большинство из них оказались малоэффективными и неспособными кардинальным образом изменить течение и исход заболевания или значимо повысить качество жизни пациентов. Внедрение глюкокортикостероидных препаратов позволило замедлить развитие заболевания и продлить амбулаторный период и средний срок ожидаемой жизни больных. Однако при этом низкое качество жизни пациентов с МДД дополнительно усугубляется серьезными побочными эффектами при длительном применении глюкокортикостероидных препаратов. В последние десятилетия развитие этиотропных подходов позволяет надеяться на возможность исправления самой причины заболевания. Препараты, дающие возможность пропускать преждевременные стоп-кодоны или целые экзоны и частично восстанавливать функциональность белка, пока не позволяют добиться кардинального улучшения клинической картины. Особые надежды связаны с генотерапевтическими препаратами, большинство из которых пока остаются на стадии разработки или клинических исследований.
Как вариант генной терапии рассматриваются методы геномного редактирования, позволяющие исправить генетический дефект, лежащий в основе причины заболевания. При этом рассматривают 3 основных стратегии: пропуск экзонов посредством разрушения сайтов сплайсинга, получение протяженных делеций посредством парных разрезов, а также восстановление рамки считывания за счет внедрения коротких инсер-ций и делеций [69-71]. Данные подходы начали развиваться относительно недавно и в настоящее время далеки от получения одобрения или внедрения в клиническую практику.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCEs
1. Bladen C.L., Salgado D., Mongeset S. et al. The TREAT-NMD DMD Global Database: Analysis of more than 7,000 Duchenne muscular dystrophy mutations. Hum Mutat 2015;36(4):395—402. DOI: 10.1002/humu.22758
2. Blake D.J., Weir A., Newey S.E., Davies K.E. Function and genetics of dystrophin and dystrophin-related proteins in muscle. Physiol Rev 2002;82(2):291-329. DOI: 10.1002/humu.22758
3. Van der Pijl E.M., van Putten M., Niks E.H. et al. Characterization of neuromuscular synapse function abnormalities in multiple Duchenne muscular dystrophy mouse models. Eur J Neurosci 2016;43(12):1623-35. DOI: 10.1111/ejn.13249
4. Tuffery-Giraud S., Béroud C., Leturcq F. et al. Genotype—phenotype analysis in 2,405 patients with a dystrophinopathy using
the UMD-DMD database: A model of nationwide knowledgebase. Hum Mutat 2009;30(6):934-45. DOI: 10.1002/humu.20976
5. Oshima J., Magner D.B., Lee J.A. et al. Regional genomic instability predisposes to complex dystrophin gene rearrangements. Hum Genet 2009;126(3):411-23. DOI: 10.1007/s00439-009-0679-9
6. Pegoraro E., Hoffman E.P., Pivaet L. et al. SPP1 genotype
is a determinant of disease severity in Duchenne muscular dystrophy. Neurology 2011;76(3):219-26. DOI: 10.1212/WNL.0b013e318207afeb
7. Nowak K.J., Davies K.E. Duchenne muscular dystrophy and dystrophin: pathogenesis and opportunities for treatment. EMBO Rep 2004;5(9):872-6. DOI: 10.1038/sj.embor.7400221
8. Crisafulli S., Sultana J., Fontana A. et al. Global epidemiology of Duchenne muscular dystrophy: An updated systematic review and meta-analysis. Orphanet J Rare Dis 2020;15(1):141.
DOI: 10.1186/s13023-020-01430-8
9. Mercuri E., Bönnemann C.G., Muntoni F. Muscular dystrophies. Lancet 2019;394(10213):2025-38. DOI: 10.1016/S0140-6736(19)32910-1
10. Landfeldt E., Thompson R., Sejersen T. et al. Life expectancy at birth in Duchenne muscular dystrophy: A systematic review and meta-analysis. Eur J Epidemiol 2020;35(7):643—53. DOI: 10.1007/s10654-020-00613-8
11. Nigro G., Comi L.I., Limongelli F.M. et al. Prospective study of X-linked progressive muscular dystrophy in campania. Muscle Nerve 1983;6(4):253-62. DOI: 10.1002/mus.880060403
12. Burke J.F., Mogg A.E. Suppression of a nonsense mutation
in mammalian cells in vivo by the aminoglycoside antibiotics G-418 and paromomycin. Nucleic Acids Res 1985;13(17):6265-72. DOI: 10.1093/nar/13.17.6265
13. Martin R., Mogg A.E., Heywood L.A. et al. Aminoglycoside suppression at UAG, UAA and UGA codons in Escherichia coli and human tissue culture cells. Mol Gen Genet 989;217(2-3):411-8. DOI: 10.1007/BF02464911
14. Uis S. Gonzalez I., Spencer J.P. Aminoglycosides: A practical review. Am Fam Physician 1998;58(8):1811-20.
15. Rosenberg C.R., Fang X., Allison K.R. Potentiating aminoglycoside antibiotics to reduce their toxic side effects. PLoS One 2020;15(9):e0237948. DOI: 10.1371/journal.pone.0237948
16. Kimura S., Ito K., Miyagi T. et al. A novel approach to identify Duchenne muscular dystrophy patients for aminoglycoside antibiotics therapy. Brain Dev 2005;27(6):400-5.
DOI: 10.1016/j.braindev.2004.09.014
17. Politano L., Nigro G., Nigro V. et al. Gentamicin administration in Duchenne patients with premature stop codon. Preliminary results. Acta Myol 2003;22(1):15-21.
18. Wagner K.R., Hamed S., Hadley D.W. et al. Gentamicin treatment of Duchenne and Becker muscular dystrophy due to nonsense mutations. Ann Neurol 2001;49(6):706-11. DOI: 10.1002/ana.1023
19. Barton-Davis E.R., Cordier L., Shoturma D.I. et al. Aminoglycoside antibiotics restore dystrophin function to skeletal muscles of mdx mice. J Clin Invest 1999;104(4):375-81. DOI: 10.1172/JCI7866
20. Malik V., Rodino-Klapac L.R., Viollet L. et al. Gentamicin-induced readthrough of stop codons in Duchenne muscular dystrophy. Ann Neurol 2010;67(6):771-80. DOI: 10.1002/ana.22024
21. Welch E.M., Barton E.R., Zhuo J. et al. PTC124 targets genetic disorders caused by nonsense mutations. Nature 2007;447(7140):87-91. DOI: 10.1038/nature05756
22. Du M., Liu X., Welch E.M. et al. PTC124 is an orally bioavailable compound that promotes suppression of the human CFTR-G542X nonsense allele in a CF mouse model. Proc Natl Acad Sci USA 2008;105(6):2064-9. DOI: 10.1073/pnas.0711795105
23. Finkel R.S., Flanigan K.M., Wong B. et al. Phase 2a study of ataluren-mediated dystrophin production in patients
with nonsense mutation Duchenne muscular dystrophy. PloS One 2013;8(12):e81302. DOI: 10.1371/journal.pone.0081302
24. Bushby K., Finkel R., Wong B. et al. Ataluren treatment of patients with nonsense mutation dystrophinopathy. Muscle Nerve 2014;50(4): 477-87. DOI: 10.1002/mus.24332
25. De Cacau L.A.P., de Santana-Filho V.J., Maynard L.G. et al. Reference values for the six-minute walk test in healthy children and adolescents: A systematic review. Braz J Cardiovasc Surg 2016;31(5):381-8. DOI: 10.5935/1678-9741.20160081
26. Kasovic M., Stefan L., Petric V. Normative data for the 6-min walk test in 11-14 year-olds: A population-based study: 1. BMC Pulm Med 2021;21(1):1-6. DOI: 10.1186/s12890-021-01666-5
27. Henricson E., Abresch R., Han J.J. et al. The 6-minute walk test and person-reported outcomes in boys with Duchenne muscular dystrophy and typically developing controls: Longitudinal comparisons and clinically-meaningful changes over one year. PLoS Curr 2013;5:ecurrents.md.9e17658b007eb79fcd6f723089f79e06. DOI: 10.1371/currents.md.9e17658b007eb79fcd6f723089f79e06
28. McDonald C.M., Campbell C., Torricelli R.E. et al. Ataluren
in patients with nonsense mutation Duchenne muscular dystrophy (ACT DMD): A multicentre, randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 3 trial. Lancet Lond Engl 2017;390(10101):1489-98. DOI: 10.1016/S0140-6736(17)31611-2
29. Morkous S.S. Treatment with ataluren for Duchene muscular dystrophy. Pediatr Neurol Briefs 2020;34:12. DOI: 10.15844/pedneurbriefs-34-12
30. Mercuri E., Muntoni F., Osorio A.N. et al. Safety and effectiveness of ataluren: Comparison of results from the STRIDE Registry and CINRG DMD Natural History Study. J Comp Eff Res 2020;9(5):341-60. DOI: 10.2217/cer-2019-0171
31. Michael E., Sofou K., Wahlgren L. et al. Long term treatment with ataluren - the Swedish experience. BMC Musculoskelet Disord.2021;22(1):837. DOI: 10.1186/s12891-021-04700-z
32. Ryan N.J. Ataluren: First global approval. Drugs 2014;74(14): 1709-14. DOI: 10.1007/s40265-014-0287-4
33. FDA Advisory Committee: More Study Needed Before It Can Recommend Approval of Translarna. Available at: https://www.pharmacypracticenews.com/Online-First/Article/09-17/ FDA-Advisory-Committee-More-Study-Needed-Before-It-Can-Recommend-Approval-of-Translarna/44750?ses=ogst.
34. Arakawa M., Shiozuka M., Nakayama Y. et al. Negamycin restores dystrophin expression in skeletal and cardiac muscles of mdx mice. J Biochem (Tokyo) 2003;134(5):751-8.
DOI: 10.1093/jb/mvg203
35. Taguchi A., Nishiguchi S., Shiozuka M. et al. Negamycin analogue with readthrough-promoting activity as a potential drug candidate for Duchenne muscular dystrophy. ACS Med Chem Lett. 2012;3(2): 118-22. DOI: 10.1021/ml200245t
36. Kayali R., Ku J.-M., Khitrov G. et al. Read-through compound 13 restores dystrophin expression and improves muscle function in the mdx mouse model for Duchenne muscular dystrophy. Hum Mol Genet 2012;21(18):4007-20. DOI: 10.1093/hmg/dds223
37. Monaco A.P., Bertelson C.J., Liechti-Gallati S. et al. An explanation for the phenotypic differences between patients bearing partial deletions of the DMD locus. Genomics 1988;2(1):90-5.
DOI: 10.1016/0888-7543(88)90113-9
38. Heald A., Anderson L.V., Bushby K.M. et al. Becker muscular dystrophy with onset after 60 years. Neurology 1994;44(12):2388-90. DOI: 10.1212/wnl.44.12.2388
39. Shiga N., Takeshima Y., Sakamoto H. et al. Disruption of the splicing enhancer sequence within exon 27 of the dystrophin gene by a nonsense mutation induces partial skipping of the exon and is responsible for Becker muscular dystrophy. J Clin Invest 1997;100(9):2204-10. DOI: 10.1172/JCI119757
40. Wang R.T., Barthelemy F., Martin A.S. et al. DMD genotype correlations from the Duchenne Registry: Endogenous exon skipping is a factor in prolonged ambulation for individuals with a defined mutation subtype. Hum Mutat 2018;39(9):1193-202.
DOI: 10.1002/humu.23561
41. Echevarría L., Aupy P., Goyenvalle A. Exon-skipping advances for Duchenne muscular dystrophy. Hum Mol Genet 2018;27(R2): R163-72. DOI: 10.1093/hmg/ddy171
42. Yokota T., Duddy W., Echigoya Y. et al. Exon skipping for nonsense mutations in Duchenne muscular dystrophy: Too many mutations, too few patients? Expert Opin Biol Ther 2012;12(9):1141-52. DOI: 10.1517/14712598.2012.693469
43. Nakamura A., Shiba N., Miyazaki D. et al. Comparison of the pheno-types of patients harboring in-frame deletions starting at exon 45
in the Duchenne muscular dystrophy gene indicates potential for the development of exon skipping therapy. J Hum Genet 2017; 62(4):459-63. DOI: 10.1038/jhg.2016.152
44. Echigoya Y., Lim K.R.Q., Nakamura A. et al. Multiple exon skipping in the Duchenne muscular dystrophy hot spots: Prospects and challenges. J Pers Med 2018;8(4):41. DOI: 10.3390/jpm8040041
45. Sheikh O., Yokota T. Advances in genetic characterization and genotype—phenotype correlation of Duchenne and Becker muscular dystrophy in the personalized medicine era. J Pers Med 2020;10(3):111. DOI: 10.3390/jpm10030111
46. Takeshima Y., Nishio H., Sakamoto H. et al. Modulation of in vitro splicing of the upstream intron by modifying an intra-exon sequence which is deleted from the dystrophin gene in dystrophin Kobe. J Clin Invest 1995;95(2):515-20. DOI: 10.1172/JCI117693
47. Pramono Z.A., Takeshima Y., Alimsardjono H. et al. Induction
of exon skipping of the dystrophin transcript in lymphoblastoid cells by transfecting an antisense oligodeoxynucleotide complementary to an exon recognition sequence. Biochem Biophys Res Commun 1996;226(2):445-9. DOI: 10.1006/bbrc.1996.1375
48. Charleston J.S., Schnell F.J., Dworzak J. et al. Eteplirsen treatment for Duchenne muscular dystrophy: Exon skipping and dystrophin production. Neurology 2018;90(24):e2146-54.
DOI: 10.1212/WNL.0000000000005680
49. Mendell J.R., Rodino-Klapac L.R., Sahenk Z. et al. Eteplirsen for the treatment of Duchenne muscular dystrophy. Ann Neurol 2013;74(5):637-47. DOI: 10.1002/ana.23982
50. Mendell J.R., Goemans N., Lowes L.P. et al. Longitudinal effect of eteplirsen versus historical control on ambulation in Duchenne muscular dystrophy. Ann Neurol 2016;79(2):257—71.
DOI: 10.1002/ana.24555
51. McDonald C.M., Wong B., Flanigan K.M. et al. Placebo-controlled phase 2 trial of drisapersen for Duchenne muscular dystrophy. Ann Clin Transl Neurol 2018;5(8):913-26. DOI: 10.1002/acn3.579
52. Goemans N., Mercuri E., Belousova E. et al. A randomized placebo-controlled phase 3 trial of an antisense oligonucleotide, drisapersen, in Duchenne muscular dystrophy. Neuromuscul Disord Elsevier 2018;28(1):4-15. DOI: 10.1016/j.nmd.2017.10.004
53. Heo Y.-A. Golodirsen: First approval. Drugs 2020;80(3):329-33. DOI: 10.1007/s40265-020-01267-2
54. Dhillon S. Viltolarsen: First approval. Drugs 2020;80(10):1027-31. DOI: 10.1007/s40265-020-01339-3
55. Komaki H., Takeshima Y., Matsumura T. et al. Viltolarsen in Japanese Duchenne muscular dystrophy patients: A phase 1/2 study. Ann Clin Transl Neurol 2020;7(12):2393-408. DOI: 10.1002/acn3.51235
56. Shirley M. Casimersen: First approval. Drugs 2021;81(7):875-9. DOI: 10.1007/s40265-021-01512-2
57. Lee T., Awano H., Yagi M. et al. 2'-O-methyl RNA/ethylene-bridged nucleic acid chimera antisense oligonucleotides to induce
dystrophin exon 45 skipping. Genes 2017;8(2):67.
DOI: 10.3390/genes8020067 о
58. Moulton H.M., Moulton J.D. Morpholinos and their peptide conjugates: Therapeutic promise and challenge for Duchenne muscular 2 dystrophy. Biochem Biophys Acta 2010;1798(12):2296—303. Ц DOI: 10.1016/j.bbamem.2010.02.012
59. Goyenvalle A., Griffith G., Babbs A. et al. Functional correction in mouse models of muscular dystrophy using exon-skipping tricyclo-DNA oligomers. Nat Med 2015;21(3):270—5.
DOI: 10.1038/nm.3765
60. Friedmann T., Roblin R. Gene therapy for human genetic disease? Science 1972;175(4025):949—55. DOI: 10.1126/science.175.4025.949
61. Wang B., Li J., Xiao X. Adeno-associated virus vector carrying human minidystrophin genes effectively ameliorates muscular dystrophy in mdx mouse model. Proc Natl Acad Sci USA 2000;97(25):13714—9. DOI: 10.1073/pnas.240335297
62. Harper S.Q., Hauser M.A., DelloRusso C. et al. Modular flexibility of dystrophin: Implications for gene therapy of Duchenne muscular dystrophy. Nat Med 2002;8(3):253-61. DOI: 10.1038/nm0302-253
63. Fabb S.A., Wells D.J., Serpente P. et al. Adeno-associated virus vector gene transfer and sarcolemmal expression of a 144 kDa micro-dystrophin effectively restores the dystrophin-associated protein complex and inhibits myofibre degeneration in nude/ mdx mice. Hum Mol Genet 2002;11(7):733-41.
DOI: 10.1093/hmg/11.7.733
64. FDA Approves First Gene Therapy for Treatment of Certain Patients with Duchenne Muscular Dystrophy. FDA, 2023. Available at: https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-approves-first-gene-therapy-treatment-certain-patients-duchenne-muscular-dystrophy.
65. Mendell J.R., Sahenk Z., Lehman K. et al. Assessment of systemic delivery of rAAVrh74.MHCK7.micro-dystrophin in children with Duchenne muscular dystrophy: A nonrandomized controlled trial. JAMA Neurol 2020;77(9):1122-31.
DOI: 10.1001/jamaneurol.2020.1484
66. Лавров А.В., Заклязьминская Е.В. Генная терапия кардиомио-патий: возможности и ближайшие перспективы. Клиническая и экспериментальная хирургия. Журнал им. акад. Б.В. Петровского 2023;11(1):32-46.
DOI: 10.33029/2308-1198-2023-11-1-32-46 Lavrov A.V., Zaklyazminskaya E.V. Gene therapy for cardiomyopathies: Opportunities and immediate prospects. Klinicheskaya i eksperimentalnaya khirurgiya. Zhurnal im. akad. B.V. Petrovskogo = Clinical and Experimental Surgery. Journal named after acad. B.V. Pet-rovsky 2023;11(1):32-46. (In Russ.). DOI: 10.33029/2308-1198-2023-11-1-32-46
67. Elangkovan N., Dickson G. Gene therapy for Duchenne muscular dystrophy. J Neuromuscul Dis;8(Suppl 2):S303-16.
DOI: 10.3233/JND-210678
68. Wilton-Clark H., Yokota T. Antisense and gene therapy options for Duchenne muscular dystrophy arising from mutations
in the N-terminal hotspot. Genes 2022;13(2):257. DOI: 10.3390/genes13020257
69. Зайнитдинова М.И., Смирнихина С.А., Лавров А.В. и др. Генотерапевтические подходы к лечению миодистрофии Дюшенна. Гены и клетки 2019;14(4):6—18.
DOI: 10.23868/201912026
Zaynitdinova M.I., Smirnikhina S.A., Lavrov A.V. et al. Gene therapeutic approaches to the treatment of Duchenne muscular dystrophy. Geny i kletki = Genes and Cells 2019;14(4):6—18. (In Russ.). DOI: 10.23868/201912026
70. Kupatt C., Windisch A., Moretti A. et al. Genome editing for Duchenne muscular dystrophy: A glimpse of the future? Gene Ther 2021;28(9):542—8. DOI: 10.1038/s41434-021-00222-4
71. Erkut E., Yokota T. CRISPR therapeutics for Duchenne muscular dystrophy. Int J Mol Sci 2022;23(3):1832.
DOI: 10.3390/ijms23031832
