CC BY
0
ТЕМА НОМЕРА: ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ / ISSUE TOPIC: ADVANCED THERAPY MEDICINAL PRODUCTS
УДК 577.113:577.218
https://doi.org/10.30895/2221-996X-2024-24-2-157-171 Обзор | Review
Я Check for updates
и
BY 4.0
Применение терапевтических нуклеиновых кислот и интерференции РНК для создания средств персонализированной медицины
И.П. Шиловский1- н, Г.Б. Пасихов1, В.В. Смирнов12, И.А. Кофиади1, М.В. Попова1-3, П.А. Струева1-4, М.Р. Хаитов1-3
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный научный центр «Институт иммунологии» Федерального медико-биологического агентства, Каширское шоссе, д. 24, Москва, 115522, Российская Федерация
2 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет), ул. Трубецкая, д. 8 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация
3 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации,
ул. Островитянова, д. 1, Москва, 117513, Российская Федерация
4 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы», ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, 117198, Российская Федерация
И Шиловский Игорь Петрович; igorshilovski@gmail.com: ip.shilovsky@nrcii.ru
РЕЗЮМЕ ВВЕДЕНИЕ. Малые интерферирующие РНК (миРНК) относятся к типу терапевтических нуклеиновых кислот, направленных на подавление экспрессии патогенетически значимых генов посредством механизма интерференции РНК. Однако потенциал препаратов на основе миРНК и их клиническое применение остаются ограниченными, что связано с проблемами биодоступности и иммуногенности миРНК, а также несовершенством систем доставки.
ЦЕЛЬ. Обобщить основные достижения в области создания лекарственных препаратов на основе миРНК, в том числе систем их доставки, рассмотреть итоги клинических исследований и обозначить перспективы разработки препаратов данной группы. ОБСУЖДЕНИЕ. Рассмотрены молекулярные основы РНК-интерференции, особенности разработки миРНК и методы их эффективной доставки. Представлены сведения о системах доставки нуклеиновых кислот до клеток-мишеней. Наиболее перспективны невирусные системы доставки: липосомы, экзосомы, наночастицы, полимеры, клеточно-проникающие пептиды и системы с лигандом GalNAc К основным преимуществам перечисленных систем доставки относятся простота получения комплексов с нуклеиновыми кислотами, возможность модификации и функционализации систем доставки, благоприятный профиль безопасности, способность прохождения биологических барьеров, тропизм к тканям-мишеням. Обобщены результаты клинических исследований за последние несколько лет миРНК-препаратов для лечения метаболических нарушений, инфекционных, онкологических и наследственных заболеваний, патологий органов зрения, почек, печени. Особое внимание уделено препаратам на основе миРНК, которые проходят клинические исследования (более 10 препаратов), а также одобренным для клинического применения (6 препаратов), в том числе первому зарегистрированному российскому препарату на основе миРНК - МИР 19.
© И.П. Шиловский, Г.Б. Пасихов, В.В. Смирнов, И.А. Кофиади, М.В. Попова, П.А. Струева, М.Р. Хаитов, 2024
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Препараты миРНК - перспективные средства персонализированной медицины, демонстрирующие возможности для терапии широкого спектра различных патологий. Дальнейшие исследования препаратов данной группы должны быть направлены на совершенствование технологии получения молекул миРНК - для увеличения биодоступности и периода полувыведения - и систем их доставки в целевые клетки - для снижения риска токсичности и повышения эффективности.
Ключевые слова: терапевтические нуклеиновые кислоты; интерференция РНК; малые интерферирующие РНК; миРНК; персонализированная медицина; системы доставки РНК; GalNAc; клеточно-проникающие пептиды; клинические исследования; безопасность препаратов миРНК; эффективность препаратов миРНК
Для цитирования: Шиловский И.П., Пасихов Г.Б., Смирнов В.В., Кофиади И.А., Попова М.В., Струева П.А., Хаитов М.Р. Применение терапевтических нуклеиновых кислот и интерференции РНК для создания средств персонализированной медицины. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2024;24(2):157-171. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2024-24-2-157-171
Финансирование. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-45-10031.
Потенциальный конфликт интересов. М.Р. Хаитов - заместитель главного редактора журнала «БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение» (с 2021 г.). Остальные авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Application of therapeutic nucleic acids and RNA interference to create products for personalised medicine
Igor P. Shilovskiy1, George B. Pasikhov1, Valery V. Smirnov12, Ilya A. Kofiadi1, Maiia V. Popova13, Polina A. Strueva14, Musa R. Khaitov13
1 National Research Center-Institute of Immunology, 24 Kashirskoe Hwy, Moscow 115522, Russian Federation
2 I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), 8/2 Trubetskaya St., Moscow 119991, Russian Federation
3 N.I. Pirogov Russian National Research Medical University, 1 OstrovityanovSt., Moscow 117513, Russian Federation
4 Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba, 6 Miklukho-Maklay St., Moscow 117198, Russian Federation
K1 Igor P. Shilovskiy; igorshilovski@gmail. com: ip.shilovsky@nrcii.ru
ABSTRACT INTRODUCTION. Small interfering RNAs (siRNAs) are among the most promising types of therapeutic nucleic acids aiming at the inhibition of pathogenetically relevant gene expression through the RNA interference mechanism. However, the limited bioavailability and immuno-genicity of siRNAs and imperfect delivery systems hinder the clinical potential and applicability of siRNA medicinal products.
AIM. This study aimed to summarise recent advances in the development of siRNA medicinal products and the corresponding delivery systems, review clinical trial results, and outline future development prospects for these medicinal products.
DISCUSSION. This article covers the molecular mechanisms underlying RNA interference, the considerations for siRNA development, and the techniques for effective siRNA delivery. The article dwells upon various systems for nucleic acid delivery to targeted cells. The most promising delivery systems are non-viral systems, including liposomes, exosomes, nano-particles, polymers, cell-penetrating peptides, and GalNAc ligands. Their main advantages include their ease of complexation with nucleic acids, modification and functionalisation
potential, favourable safety profile, ability to cross biological barriers, and tropism to target tissues. The article summarises the information that has accumulated over the past few years in clinical trials of siRNA medicinal products for a range of conditions, including metabolic disorders, infections, and cancers, as well as hereditary, ophthalmic, renal, and hepatic diseases. Special attention is paid to siRNA medicinal products undergoing clinical trials (over 10 products) and approved for clinical use (6 products, including MIR 19, the first authorised Russian siRNA medicinal product).
CONCLUSION. Ultimately, siRNA medicinal products are a promising tool for personalised medicine, exhibiting therapeutic potential for a wide range of pathological conditions. Further studies of siRNA medicinal products should aim at improving siRNA production technology to increase their bioavailability and half-life period. In addition, these studies should aim at enhancing delivery systems for these products to mitigate toxicity risks and maximise efficacy.
Keywords: therapeutic nucleic acids; RNA interference; small interfering RNA; siRNA; personalised
medicine; RNA delivery systems; GalNAc; cell-penetrating peptides; clinical trials; safety of siRNA medicinal products; efficacy of siRNA medicinal products
For citation: Shilovskiy I.P., Pasikhov G.B., Smirnov V.V., Kofiadi I.A., Popova M.V., Strueva P.A., Khaitov M.R.
Application of therapeutic nucleic acids and RNA interference to create products for personalised medicine. Biological Products. Prevention, Diagnosis, Treatment. 2024;24(2):157-171. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2024-24-2-157-171
Funding. The study was supported by the Russian Science Foundation (Grant No. 23-45-10031).
Disclosure. M.R. Khaitov has been a Deputy Editor-in-Chief of Biological Products. Prevention, Diagnosis, Treatment since 2021. The other authors declare no conflict of interest.
ВВЕДЕНИЕ
За последние десятилетия количество новых лекарственных препаратов, в состав которых в качестве фармацевтических субстанций входят нуклеиновые кислоты (НК), существенно выросло. Благодаря высокой специфичности, функциональному разнообразию и низкой токсичности терапевтические НК имеют значительные перспективы использования в медицине [1]. Терапевтические НК могут отличаться по структуре, стабильности в организме, механизму действия и др. Согласно экспертному мнению среди терапевтических НК наиболее перспективными являются молекулы малых интерферирующих РНК (миРНК) - двухцепочечные молекулы РНК размером 21-25 пар нуклеотидов (пн), способные специфично подавлять экспрессию генов по механизму интерференции РНК [2].
Существует множество заболеваний, которые на данный момент не поддаются лечению низкомолекулярными препаратами и моноклональны-ми антителами, что обусловлено крайне затруднительным поиском биомишеней, по отношению к которым препарат обладал бы высокой активностью, сродством и специфичностью. В то же время любой интересующий ген может стать мишенью для миРНК - для этого необходимо выбрать только правильную нуклеотидную последовательность внутри целевой мРНК. Препараты миРНК могут оказаться эффективным средством для проведения персонализированной терапии,
к тому же они требуют существенно меньше времени на разработку.
Цель работы - обобщить основные достижения в области создания лекарственных препаратов на основе миРНК, в том числе систем их доставки, рассмотреть итоги клинических исследований и обозначить перспективы разработки препаратов данной группы.
Поиск публикаций по разработке и клиническим исследованиям препаратов на основе миРНК был выполнен по базам данных PubMed, eLibrary, clinicaltrials.gov за период 2009-2024 гг.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ Молекулярный механизм интерференции РНК
Механизм интерференции РНК включает два этапа - этап инициации и эффекторный этап. На первом этапе основная роль принадлежит ферменту Dicer, который находится в цитоплазме и разрезает крупные молекулы двухцепо-чечной РНК на короткие фрагменты - миРНК. На втором этапе миРНК соединяются с белковыми факторами, образуя мультисубъеди-ничный сайленсинговый комплекс RISC (RNA-induced silencing complex). В состав комплекса входит белок Ago, который расплетает двойную спираль миРНК, при этом направляющая (антисмысловая) цепь остается в комплексе и обеспечивает специфичность взаимодействия с мРНК-мишенью. После связывания
с целевой мРНК комплекс RISC осуществляет ее разрезание, а в дальнейшую деградацию вовлекаются экзонуклеазы клетки [1]. После разрезания мРНК целевого гена антисмысловая цепь миРНК в составе RISC может осуществлять деградацию новой копии мРНК и т.д. Благодаря такой цикличности одна молекула миРНК способна катализировать разрушение большого количества мРНК, что делает механизм интерференции очень эффективным в подавлении активности целевых генов [3].
Учитывая то, что интерференция РНК - это ферментативный процесс, молекулы миРНК являются более эффективными в сравнении с другими терапевтическими НК (антисмысловые олигонуклеотиды, аптамеры, ДНК-ловушки и др.), в механизме которых не задействованы ферменты [1]. Использование синтезированных миРНК (~21 пн) с заданной последовательностью позволяет избежать процессинга ферментом Dicer, в результате чего они сразу же включаются в комплекс RISC и осуществляют специфическое подавление экспрессии гена-мишени [1]. Благодаря относительной простоте и доступности прямого химического синтеза миРНК эту технологию активно используют для создания лекарственных препаратов нового поколения.
Двухцепочечные молекулы миРНК более устойчивы в биологических средах в сравнении с другими терапевтическими РНК-олигонуклеотидами, которые, как правило, представлены лишь одной цепью (рибозимы, EGS, Ul-адапторы и мРНК). К тому же для увеличения их устойчивости и эффективности разработаны разные способы модификации нуклео-тидов [1, 4].
Действие миРНК основано на полном сопряжении оснований с мРНК-мишенью, в то время как низкомолекулярные препараты и монокло-нальные антитела должны распознавать определенную пространственную конформацию белков-мишеней. Благодаря этому разработка препаратов миРНК занимает меньше времени и может оказаться весьма эффективной [5].
Способы доставки миРНК
Одно из главных препятствий, ограничивающих широкое применение терапевтических НК, включая миРНК, - это сложность доставки в целевые клетки. Известно, что миРНК самопроизвольно не проникают в цитоплазму клеток, поэтому для их доставки используют векторы (или носители). Вирусные средства доставки НК основаны на использовании ретровирусов, аде-ноассоциированных вирусов, аденовирусов и др. К невирусным векторам относятся липосомы,
экзосомы, наночастицы различной природы, ка-тионные полимеры, пептиды и др. [1, 6]. В настоящее время наибольшее предпочтение среди разработок препаратов миРНК отдаются именно невирусным векторам.
Липосомы широко используются для доставки НК, в частности, миРНК. Наиболее часто применяют липосомы, состоящие из катионных и/или амфифильных липидов и холестерина. Широкое использование липосом в качестве векторов объясняется простотой образования комплексов с НК, высокой эффективностью доставки в клетки-мишени, а также возможностью функционализации их поверхности различными специфичными к целевым клеткам лигандами, что повышает тропизм к тканям. В настоящее время зарегистрировано не менее трех РНК-препаратов, содержащих липосомы в качестве системы доставки: BNT162b2 (Pfizer), мРНК-1273 (Moderna) и препарат миРНК патисиран (ALnyLam Pharmaceuticals) [1, 7].
Экзосомы - везикулы липидного бислоя, се-кретирующиеся эукариотическими клетками, могут выступать в качестве потенциальных систем доставки. Они обладают более благоприятным в сравнении с липосомами профилем безопасности и могут проходить через биологические барьеры, такие как гематоэнцефаличе-ский барьер. В настоящее время несколько препаратов на основе экзосом проходят КИ, в том числе разработки компаний Codiak Biosciences и Evox Therapeutics [1, 8].
В качестве систем доставки препаратов считаются перспективными носители на основе наночастиц различной природы, например гибридные наночастицы, включающие в свой состав липиды, полимеры и пептиды [6], наноча-стицы золота [6], диоксида кремния и др. [1, 7].
Полимерные системы доставки имеют ряд характерных преимуществ, в том числе в сравнении с липосомами. Они менее иммуногенны и легко модифицируются, за счет чего формируются прогнозируемые физико-химические свойства итогового препарата, такие как общий заряд, молекулярная масса, гидрофильные/ гидрофобные свойства, возможность биодеградации и стабильность. Это позволяет регулировать растворимость, тропность и в целом фармакокинетику лекарственного средства. Полиэтиленимин и его различные химические производные стали применяться как первые полимеры-носители НК [1].
Подходы, направленные на химическую модификацию НК, позволили повысить стабильность препаратов, а также конъюгировать миРНК с клеточно-специфическими лигандами.
Наиболее популярным лигандом для конъюгации миРНК является N-ацетил^-галактозамин (GaLNAc), производное сахара галактозы, которое связывается с асиалогликопротеиновым рецептором (ASGPR) с высокой аффинностью и специфичностью. Эти рецепторы гиперэкс-прессированы на поверхности гепатоцитов (около 500000 молекул на клетку), что может обеспечить высокий уровень проникновения НК в клетки-мишени даже при однократном введении комплекса GaLNAc-миРНК. Конъюгаты GaLNAc-миРНК характеризуются приемлемым профилем безопасности, высокой длительностью действия и возможностью оптимизации схемы введения за счет снижения числа инъекций. В настоящее время система GaLNAc-миРНК часто используется для создания препаратов против патологий печени (гивосиран, лумасиран, инклисиран, вутрисиран и недосиран) [1, 9].
В качестве перспективных систем доставки могут использоваться клеточно-проникаю-щие пептиды (ceLL-penetrating peptides, CPP), как природные (мелиттин, кателицидин и пр.), так и синтетические. СРР имеют размер 5-30 аминокислот, при этом в их составе присутствует значительное количество основных аминокислот (аргинин и лизин), которые обеспечивают положительный заряд в водных растворах при физиологическом рН. Обычно CPP имеют амфипатичную структуру, в результате чего часть пептида обладает гидрофобными свойствами, а другая - гидрофильными. СРР способны проникать внутрь клетки-мишени, транспортируя в цитоплазму различные терапевтические молекулы, включая НК [10, 11].
Ранее авторами данной статьи был описан катионный дендримерный пептид LTP, богатый остатками аргинина и лизина [12], с помощью ко -торого осуществляли доставку молекул миРНК, направленных против генов, кодирующих про-воспалительные цитокины IL-4 и IL-13, в клетки респираторного тракта мышей с индуцированным аллергическим ринитом [13]. При помощи пептида LTP также доставляли молекулы миРНК, активные в отношении гена Stat3, вовлеченного в нейтрофильное воспаление дыхательных путей при бронхиальной астме [14]. Разветвленный (дендримерный) пептид КК-46 был использован в качестве носителя молекул миРНК, направленных против геномной РНК вируса SARS-CoV-2 [1, 15].
Таким образом, применение невирусных систем доставки миРНК (липосомы, экзосомы, на-ночастицы, полимеры, GaLNAc, СРР) позволило использовать технологии интерференции РНК для создания препаратов нового поколения.
Препараты на основе миРНК в клинических исследованиях
В настоящее время на этапе клинических испытаний (КИ) находится значительное количество миРНК-содержащих препаратов (табл. 1), которые предназначены для лечения заболеваний, связанных с нарушением метаболизма, инфекционных, онкологических и наследственных заболеваний, а также патологий почек, печени, органов зрения, кожных покровов и др. [16].
Лечение заболеваний, связанных с нарушением метаболизма
Препарат цемдисиран (cemdisiran, ALN-CC5, Alnylam Pharmaceuticals) направлен на лечение патологий печени. Препарат представляет собой конъюгат GalNAc и миРНК, нацеленный на инактивацию белка комплемента 5 (С5) [16]. Цемдисиран предназначен для лечения редких угрожающих жизни комплемент-опосредованных заболеваний, к которым относятся пароксизмальная ночная гемоглобинурия, IgA-нефропатия, атипичный гемолитико-уреми-ческий синдром и генерализованная миастения гравис. Снижение уровня циркулирующего белка С5 подавляет активацию терминального пути комплемента, что предотвращает образование мембранного атакующего комплекса и высвобождение анафилатоксина C5a [16]. Ранние этапы КИ выявили быстрое и устойчивое подавление С5, сохраняющееся до 13 мес. после курса введения препарата [17]. При проведении КИ фазы II изучалось влияние препарата на уровень протеинурии у взрослых с IgA-нефропатией. Результаты исследования показали, что применение цемдисирана приводит к стабильному улучшению состояния пациентов по уровню протеинурии, а также хорошо переносится пациентами [18].
Препарат фитузиран (fitusiran, ALN-AT3SC, Alnylam Pharmaceuticals) предназначен для лечения гемофилии А и В. Представляет собой конъюгат GalNAc-миРНК, нацеленный на мРНК гена SERPINC1 белка антитромбина [16]. Под влиянием препарата происходит уменьшение синтеза антитромбина и увеличивается уровень тромбина, что способствует предотвращению кровотечений, связанных с нарушениями коагуляции. В ходе КИ фаз I и II использование фитузирана приводило к значительному дозозависимому снижению уровня антитромбина [19]. В настоящее время продолжаются исследования фиту-зирана в рамках КИ фазы III. В ходе исследований показано обратимое воздействие препарата на уровень антитромбина и не выявлено образования антител к препарату (в отличие от других
Таблица 1. Препараты на основе миРНК на этапе клинических исследований Table 1. siRNA medicinal products at the stage of clinical trials
Препарат Medicinal product Разработчик/ Производитель Developer/ Manufacturer Мишень Target Заболевание Indication Фаза клинических иследований Clinical trial phase
Цемдисиран Cemdisiran (ALN-CC5) Alnylam Pharmaceutica Is Белок комплемента 5 Complement component 5 Пароксизмальная ночная гемоглобинурия; нефропатия иммуноглобулина А; атипичный гемоли-тико-уремический синдром; генерализованная миастения гравис Paroxysmal nocturnal haemoglobinuria; immunoglobulin A nephropathy; atypical haemolytic uraemic syndrome; generalised myasthenia gravis Фаза III | Phase III (NCT05744921) Фаза III | Phase III (NCT05070858)
Фитусиран Fitusiran (ALN-AT3SC) Alnylam Pharmaceutica ls Антитромбин Antithrombin Гемофилия А и В Haemophilia A and B Фаза II|III | Phase II/III (NCT03974113 ATLAS-PEDS) Фаза I | Phase I (NCT06145373) Фаза III | Phase III (NCT03754790 ATLAS-OLE) Фаза III | Phase III (NCT05662319 ATLAS-NEO)
Ксалнезиран Xalnesiran (RG6346) Dicerna Pharmaceutica ls Поверхностный антиген вируса гепатита В Hepatitis B virus surface antigen Вирусный гепатит B Viral hepatitis B Фаза II | Phase II (NCT04225715)
ALN-RSV01 Alnylam Pharmaceutica ls N-белок респираторно-синцитиального вируса Respiratory syncytial virus nucleoprotein Респираторно-синцитиальная вирусная инфекция Respiratory syncytial virus infection Фаза II | Phase II (NCT01065935): завершена | completed
NU-0129 Northwestern University Белок Bcl2L12 Bcl2L12 protein Глиобластома Glioblastoma Фаза I | Phase I (NCT03020017): завершена | completed
Бевасираниб Bevasiranib (Cand5) OPKO Ophthalmologics Фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) Vascular endothelial growth factor (VEGF) Диабетический макулярный отек; Возрастная макулярная дегенерация Diabetic macular oedema; Age-related macular degeneration Фаза III | Phase III (NCT00499590): отменена | cancelled Фаза III | Phase III (NCT00557791): отменена | cancelled
Sirna-027 (AGN211745) Allergan Рецептор VEGFR1 VEGFR1 receptor Возрастная макулярная дегенерация Age-related macular degeneration Фаза II | Phase II (NCT00395057): отменена из-за проблем с безопасностью | cancelled due to safety concerns
SYL040012 Sylentis, S.A. р2-адренергический рецептор ß2-adrenergic receptor Глаукома Glaucoma Фаза II | Phase II (NCT02250612): завершена | completed
Тиванисиран Tivanisiran (SYL-1001) Sylentis, S.A. Капсаициновый рецептор Capsaicin receptor Глазная боль, синдром сухого глаза Eye pain, dry eye syndrome Фаза III | Phase III (NCT05310422): завершена | completed Фаза III | Phase III (NCT04819269): завершена | completed
STP705 Sirnaomics Трансформирующий фактор роста ßl; циклооксигеназа-2 Transforming growth factor ßl; cyclooxygenase-2 Плоскоклеточная карцинома Squamous cell carcinoma Фаза I|II | Phase I/II (NCT05196373)
Продолжение таблицы 1 Table 1 (continued)
Препарат Medicinal product Разработчик/ Производитель Developer/ Manufacturer Мишень Target Заболевание Indication Фаза клинических иследований Clinical trial phase
BMT101 (OLX-101A) Olix Pharmaceutica Is Фактор роста соединительной ткани Connective tissue growth factor Гипертрофический рубец Hypertrophic scars Фаза II / Phase II (NCT04012099): отменена / cancelled Фаза II / Phase II (NCT03133130): завершена / completed
OLX10010 Olix Pharmaceutica Is Фактор роста соединительной ткани Connective tissue growth factor Гипертрофический рубец Hypertrophic scars Фаза II / Phase II (NCT04877756): завершена / completed
RXI-109 Phio Pharmaceutica Is Фактор роста соединительной ткани Connective tissue growth factor Гипертрофический рубец Hypertrophic scars Фаза II / Phase II (NCT02246465) Фаза I/II / Phase I/II (NCT02599064)
Тепрасиран Teprasiran (I5NP, QPI-1002) Quark Pharmaceutica Is Р53 Острая почечная недостаточность Acute renal failure Фаза III / Phase III (NCT02610296): завершена / completed Фаза III / Phase III (NCT03510897): отменена / cancelled
Таблица составлена авторами / The table is prepared by the authors
иммунотерапевтических средств). Важными аспектами применения препарата являются простой режим дозирования (подкожное введение 1 раз в мес.) и благоприятный профиль безопасности [20].
Лечение инфекционных заболеваний
К настоящему моменту расшифрованы геномы многих патогенных вирусов, что открыло больше возможностей в разработке противовирусных средств, реализующих эффект с использованием механизма интерференции РНК. Препараты на основе миРНК, нацеленные на наиболее значимые для жизненного цикла вируса гены, могут быть весьма эффективны для лечения заболеваний, вызванных вирусными инфекциями [5].
Препарат ксалнезиран (xalnesiran, RG6346, Dicerna Pharmaceuticals) содержит молекулы миРНК, направленные против гена, кодирующего поверхностный антиген вируса гепатита В (HBsAg). В составе препарата миРНК конъю-гирована с GalNAc [16]. Результаты КИ фазы I, представленные в 2020 г., показали, что лечение препаратом на протяжении 4 мес. приводило к значительному и стойкому снижению уровня HBsAg, сохраняющемуся до 1 года после окончания лечения. В 2021 г. стартовало КИ фазы II. В исследовании установлено, что, кроме значительного устойчивого снижения уровня HBsAg,
препарат также способствовал уменьшению уровня вирусной РНК и ДНК [21].
Препарат ALN-RSV01 (Alnylam Pharmaceuticals) предназначен для лечения инфекций, вызванных респираторно-синцитиальным вирусом (РСВ). Препарат содержит миРНК, направленные против консервативного участка гена N-белка РСВ. ALN-RSV01 воздействует на один из самых консервативных генов этого вируса, в связи с чем его активность распространяется на большинство изолятов РСВ [22]. Аэрозольное введение ALN-RSV01 приводило к статистически значимому противовирусному эффекту, снижению частоты инфицирования, а в случае заражения -уменьшению частоты и тяжести симптомов [23]. В период с 2009 по 2012 гг. были завершены два исследования II фазы у пациентов с острой РСВ-инфекцией, перенесших трансплантацию легких. Препарат ALN-RSV01 характеризовался безопасностью и хорошей переносимостью. Несмотря на отсутствие явного противовирусного эффекта, препарат улучшал состояние пациентов, перенесших трансплантацию [24].
Лечение онкологических заболеваний
Возникновение и прогрессия опухоли часто определяются активностью ряда генов (онкогенов), которые регулируют клеточный цикл и пролиферацию. Препарат NU-0129 (Northwestern University) содержит миРНК, подавляющую
экспрессию гена Bcl2L12, играющего значительную роль в развитии глиобластомы. Для доставки миРНК в препарате использованы наночастицы золота, которые проникают через гематоэнце-фалический барьер и достигают клеток мозга. В небольшом пилотном исследовании с участием пациентов с рецидивом глиобластомы было показано, что применение NU-0129 приводило к значительному снижению уровня белка Bcl2L12 в опухолевой ткани. При этом не было выявлено серьезных побочных эффектов, связанных с применением препарата [16, 25].
Лечение заболеваний органов зрения
Несколько препаратов на основе миРНК разрабатываются в настоящее время для лечения заболеваний органов зрения, таких как глаукома, возрастная макулярная дегенерация, синдром сухого глаза, диабетический макулярный отек и наследственные заболевания сетчатки [16]. Ввиду относительно короткого периода полувыведения молекул миРНК (особенно немоди-фицированных) данные препараты изначально рассматривались для местного использования, например в виде глазных капель.
Препарат бевасираниб (bevasiranib, Cand5, OPKO Ophthalmologics) разработан в 2004 г. на основе миРНК, направленной против гена фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), и предназначен для лечения диабетического макулярного отека и возрастной макулярной дегенерации. КИ фазы I и II продемонстрировали перспективные результаты [26], однако исследование III фазы, направленное на подтверждение эффективности бевасираниба, было прекращено из-за недостаточного восстановления зрения у пациентов (NCT00499590). Другое исследование III фазы также было отменено [27].
Препарат Sirna-027 (Allergan) содержит миРНК, подавляющую экспрессию гена рецептора VEGF (VEGFR1), и предназначен для лечения возрастной макулярной дистрофии. На этапе КИ выявлено значительное улучшение остроты зрения, но корреляции между изменением этого показателя и дозой препарата не обнаружено. Из-за побочных явлений, связанных с активацией препаратом TLR3 (толл-подобного рецептора 3) и невозможностью достичь желаемых показателей эффективности, исследование II фазы было приостановлено [28].
Препараты миРНК могут оказаться весьма эффективны при глаукоме. Считается, что главный фактор риска развития глаукомы - повышение внутриглазного давления - является следствием дисбаланса между притоком и оттоком жидкости. Учитывая, что ^2-адренергический
рецептор (ADRB2) участвует в притоке жидкости, был разработан препарат SYL040012 (Sylentis, S.A.), который содержит миРНК, направленную против гена ADRB2. КИ фазы II с участием пациентов с глаукомой или повышенным внутриглазным давлением продемонстрировало статистически значимое снижение внутриглазного давления, при этом препарат хорошо переносился как при местном, так и при системном применении [29].
Препараты миРНК могут быть использованы в лечении синдрома сухого глаза - заболевания, характеризующегося нарушением работы слезных желез и повреждением поверхности глаза. Препарат тиванизиран (tivanisiran, SYL-1001, Sylentis, S.A.) содержит миРНК, которая подавляет экспрессию гена капсаицинового рецептора TRPV1, участвующего в регуляции воспалительной реакции и передаче болевых сигналов [30]. Исследования показали, что ти-ванизиран является безопасным и эффективным препаратом, уменьшающим глазную боль и покраснение конъюнктивы при местном применении [30].
Лечение заболеваний кожных покровов
В настоящее время проходят КИ четыре препарата миРНК, направленные на лечение гипертрофических рубцов: STP705, BMT101, OLX10010 и RXI-109. Действие препарата STP705 (Sirnaomics) нацелено на TGF-p1 и COX-2, которые регулируют процессы, приводящие к образованию гипертрофических рубцов. Согласно данным КИ фазы 11b у 78% пациентов после применения препарата STP705 наблюдали регенеративные процессы и гистологически подтвержденное снижение доли рубцовой ткани в сравнении с группой плацебо. Действие препаратов BMT101, OLX10010 и RXI109 направлено на ген фактора роста соединительной ткани (CTGF), участвующего в образовании гипертрофических и келоидных рубцов [31]. Препарат BMT101 (OliX Pharmaceuticals) в настоящее время проходит II фазу КИ. Данный препарат применяется для терапии гипертрофических рубцов местно, интрадермально и подкожно. Согласно результатам КИ фазы II препарата OLX10010 (OliX Pharmaceuticals) показано, что через 24 нед. еженедельное внутрикожное введение препарата приводило к значительному улучшению внешнего вида гипертрофических рубцов. В КИ также подтверждена безопасность и переносимость препарата. Результаты КИ фазы II препарата RXI-109 (Phio Pharmaceuticals) продемонстрировали, что в группе с использованием препарата было достигнуто статистически
значимое улучшение внешнего вида рубцов по сравнению с контролем в 3-, 6- и 9-месячные сроки [16, 31].
Лечение заболеваний почек
Один кандидатный препарат миРНК находится на стадии КИ - тепрасиран (I5NP, 0PI-1002, Ouark PharmaceuticaLs). Это стабильный препарат на основе «голой» молекулы миРНК (без носителя), нацеленный на подавление экспрессии белка р53, предназначен для лечения острого повреждения почек, связанного с нарушением функций после пересадки и кардиохирургиче-ских операций. Тепрасиран вызывает снижение экспрессии проапоптотического белка р53, что способствует защите клеток почки от гибели вследствие острого ишемическо-реперфу-зионного повреждения [16, 32].
Препараты на основе миРНК в клинической практике
В период с 2018 по 2023 гг. ряд препаратов миРНК был одобрен для медицинского применения (табл. 2). В 2018 г. препарат патисиран (patisiran, Onpattro, ALnyLam PharmaceuticaLs) был одобрен Управлением по контролю за качеством продуктов питания и лекарственных средств США (Food and Drug Administration, FDA) для клинического применения при терапии наследственного транстиретинового амилоидо-за, что стало отправной точкой в использовании препаратов нового типа, действие которых основано на механизме РНК-интерференции.
Препарат патисиран разработан на основе молекул миРНК с включением 2'-О-метил-модификаций в последовательность нуклеотидов, что позволило улучшить стабильность и пролонгировать биологический эффект препарата. В качестве системы доставки миРНК в препарате используются липидные наночастицы, включающие холестерин, дистеароилфосфатидилхолин, полиэтиленгликоль, которые обеспечивают стабильность комплекса и облегчают транспортировку миРНК к клеткам [33]. После поглощения гепатоцитами молекулы миРНК высвобождаются из эндосом в цитоплазму, где оказывают биологический эффект, вызывая подавление транскрипции гена транстиретина (TTR), что приводит к снижению уровня белка TTR в крови [34].
На этапе КИ патисирана (NCT01559077, NCT02053454) оценивалась его безопасность при дозировке от 0,01 до 0,5 мг/кг [35]. Было показано, что при внутривенном введении препарат не накапливается в нецелевых органах, что позволило предположить, что миРНК пати-сирана разрушается нуклеазой [35]. В плацебо-
контролируемых КИ фазы II изучались краткосрочные и долгосрочные клинические эффекты препарата. В ходе КИ (NCT01617967) анализировались результаты многократного применения препарата в возрастающих дозах у больных наследственным транстиретиновым амилоидозом [35-37]. Для оценки долгосрочных эффектов проводилось открытое плацебо-контролируе-мое КИ (NCT01961921), в котором было продемонстрировано быстрое и устойчивое снижение (~82%) уровня транстиретина у пациентов в сравнении с контролем в течение 24 мес. В исследовании оценивались двигательные функции и общее качество жизни пациентов, которые оставались стабильными на протяжении всего срока исследования. Также не наблюдалось значительных изменений эхокардиографических показателей и уровня биомаркеров сердечных патологий [37].
В плацебо-контролируемых КИ фазы III (NCT1960348) при исследовании патисирана в дозе 0,3 мг/кг один раз каждые 3 нед. в течение полутора лет была продемонстрирована эффективность и безопасность препарата. Препарат благоприятно влиял на функции сердца у пациентов с наследственным транстиретиновым амилоидозом - происходило уменьшение толщины сердечной стенки и общей продольной деформации органа, а также увеличение диа-столического объема и сердечного выброса [38].
Таким образом, разработка препарата патисирана стала важным вкладом в развитие направления генотерапевтических лекарственных средств. Это первый препарат на основе миРНК, одобренный FDA, реализующий механизм РНК-интерференции для контроля экспрессии белков, связанных с заболеваниями. Создание данного препарата позволило установить стандарты для разработчиков подобных препаратов.
Гивосиран (givosiran, GivLaari, ALnyLam PharmaceuticaLs) стал вторым препаратом на основе миРНК, получившим одобрение FDA в 2019 г. Препарат предназначен для лечения острой перемежающейся (печеночной) порфи-рии (ОПП), редкого генетического заболевания печени, вызванного дисфункцией синтеза белка гема. Заболевание связано с активацией гена аминолевулинатсинтазы 1 (ALAS1) и увеличением экспрессии белка ALAS1, что приводит последующему повышению уровня нейротоксич-ных метаболитов, 5-аминолевулиновой кислоты и порфобилиногена [39]. Механизм действия гивосирана связан с уменьшением уровня белка ALAS1 путем воздействия на кодирующую часть мРНК гена ALAS1. В отличие от патисирана гивосиран вводится подкожно [39]. Препарат состоит
Таблица 2. Препараты на основе миРНК, одобренные для клинического применения Table 2. siRNA medicinal products approved for clinical use
Название препарата Medicinal product name Заболевание Indication Мишень Target Регуляторный орган, год одобрения Regulatory authority, year of approval Разработчик/производитель Developer/manufacturer
Патисиран Patisiran (Onpattro) Наследственный транстиретиновый амилоидоз Hereditary transthyretin amyloidosis Транстиреин Transthyretin FDA, 2018 EMA, 2018 Alnylam Pharmaceuticals
Гивосиран Givosiran (Givlaari) Острая печеночная порфирия Acute hepatic porphyria 5-аминолевулинат-синтаза 1 5-aminolevulinate synthase 1 FDA, 2019 EMA, 2020 Alnylam Pharmaceuticals
Лумасиран Lumasiran (Oxlumo) Первичная гипероксалурия типа 1 Primary hyperoxaluria type 1 Гидроксикислая оксидаза 1 Hydroxyacid oxidase 1 FDA, 2020 EMA, 2020 Alnylam Pharmaceuticals
Инклисиран Inclisiran (Leqvio) Гетерозиготная семейная гиперхолестеринемия; Ишемическая болезнь сердца Heterozygous familial hypercholesterolemia; Coronary heart disease Пропротеин-конвертаза субтилизин/кексин типа 9 Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 FDA, 2021 EMA, 2020 Novartis Pharmaceuticals
Недосиран Nedosiran (Rivfloza) Первичная гипероксалурия 1, 2 и 3 типа Primary hyperoxaluria type 1, 2 and 3 Печеночная лактатдегидрогеназа Liver lactate dehydrogenase FDA, 2023 Dicerna Pharmaceuticals
Вутрисиран Vutrisiran (Amvuttra) Наследственный транстиретиновый амилоидоз Hereditary transthyretin amyloidosis Транстиреин Transthyretin FDA, 2022 EMA, 2022 Alnylam Pharmaceuticals
МИР 19 MIR 19 (siR-7-EM/ KK-46) COVID-19 РНК-зависимая РНК-полимераза вируса SARS-CoV-2 RNA-dependent RNA polymerase of SARS-CoV-2 virus Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2021 Ministry of Health of the Russian Federation, 2021 ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России, ФГУП «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт вакцин и сывороток и предприятие по производству бактерийных препаратов» ФМБА России National Research Center -Institute of Immunology, Saint Petersburg Scientific Research Institute of Vaccines and Serums
Таблица составлена авторами / The table is prepared by the authors
Примечание. FDA - Управление по контролю за качеством продуктов питания и лекарственных средств США; EMA - Европейское агентство по лекарственным средствам.
Note. FDA, Food and Drug Administration; EMA, European Medicines Agency.
из двухцепочечной миРНК длиной 23 нуклеоти-да (антисмысловая цепь) и 21 нуклеотида (смысловая цепь), присоединенной к молекуле GaLNAc для улучшения доставки в печень. Обе цепи химически модифицированы для улучшения стабильности миРНК.
В ходе плацебо-контролируемого КИ фазы I (N^02452372) доказана безопасность применения гивосирана [39, 40]. При поведении КИ фазы 1/11 продемонстрировано, что у пациентов происходило быстрое устойчивое снижение уровня мРНК гена ALAS1 в печени и уровня
нейротоксичных метаболитов в моче, а также уменьшение частоты обострений ОПП [39, 40]. В ходе КИ фазы III (NCT03338816), проводившегося среди пациентов, получавших ежемесячные подкожные инъекции гивосирана в дозе 2,5 мг/кг на протяжении 6 мес., было отмечено устойчивое снижение уровня 5-аминолевулино-вой кислоты и нейротоксических метаболитов порфобилиногена в моче, значительное уменьшение риска приступов, обострений ОПП и интенсивности болевого синдрома, а также улучшение качества жизни [39, 41].
Лумасиран (lumasiran, Oxlumo, Alnylam Pharmaceuticals) стал третьим препаратом на основе мРНК, получившим одобрение FDA в 2020 г. Препарат предназначен для лечения первичной гипероксалурии 1 типа (ПГ 1 типа), редкого аутосомно-рецессивного заболевания печени, которое возникает из-за снижения уровня пероксисомального фермента аланин-глиок-силат аминотрансферазы, ответственного за метаболизм глиоксилата. Заболевание приводит к отложению оксалатов кальция в почках и мочевых путях [42]. Терапия препаратом направлена на уменьшение количества оксалатных отложений за счет подавления экспрессии мРНК гена фермента гидроксикислой оксидазы 1 (HAO1), играющего ключевую роль в образовании оксалатных соединений [42]. Лумасиран рассматривается как альтернатива диализу и пересадке почки [42]. Препарат содержит модифицированную двухцепочечную миРНК; антисмысловая цепь имеет размер 23 нуклеотида, смысловая цепь - 21 нуклеотид. МиРНК направлена на З'-нетранслируемую область мРНК гена HAO1 и конъюгирована с GalNAc для доставки в печень. В КИ фазы I/II (NCT02706886) проводилось изучение различных режимов дозирования лумасирана и показана безопасность препарата [43]. Плацебо-контролируемые КИ фазы III были разделены на 3 исследования: ILLUMINATE-A (NCT03681184) - изучение эффектов лумасирана для взрослых и детей старше 6 лет с последующим ежеквартальным введением поддерживающей дозы 3 мг/кг в течение 3 мес. (исследование продолжалось до 54 мес.) [42]; ILLUMINATE-В (NCT03905694) - пациенты в возрасте до 6 лет получали аналогичное лечение лумасираном [44]; ILLUMINATE-С (NCT03681184) - оценка безопасности и эффективности лумасирана у пациентов с поздней стадией ПГ 1 типа при долгосрочном применении (исследование в настоящее время продолжается, предполагаемая дата завершения -июль 2025 г.) [45]. Лумасиран показал хорошую переносимость у детей и взрослых, приемлемый профиль безопасности и эффективное снижение уровня оксалатов вне зависимости от возраста, пола, расовой принадлежности, функциональных нарушений почек, приема витамина В6 и наличия в анамнезе почечных камней.
В 2021 г. FDA был одобрен препарат на основе миРНК инклисиран (inclisiran, Leqvio, Novartis Pharmaceuticals), предназначенный для лечения гетерозиготной семейной гиперхолесте-ринемии (СГХ) и ишемической болезни сердца, характеризующихся увеличением уровня ли-попротеинов низкой плотности (ЛПНП) в крови
[46]. СГХ - семейное аутосомно-кодоминантное генетическое заболевание, вызванное мутацией гена белка, участвующего в метаболизме липо-протеинов, что приводит к накоплению холестерина и ЛПНП в плазме крови. МиРНК в составе препарата направлена против мРНК гена PCSK9, который кодирует пропротеиновую конверта-зу субтилизин-кексина типа 9 (PCSK9), участвующую в регулировании уровня холестерина в крови по механизму деградации рецепторов ЛПНП на поверхности клеток. PCSK9 также может играть роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, поскольку повышение его уровня связано с повышенным риском развития атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний [47]. Инклисиран включает полностью модифицированную миРНК, конъюгированную с GalNAc [48]. Этот препарат вводится пациентам подкожно и приводит к подавлению синтеза белка PCSK9, уменьшая его влияние на метаболизм ЛПНП [48, 49]. Инклисиран используется в качестве дополнительной терапии к статинам для улучшения их эффективности [46].
Плацебо-контролируемые КИ фазы I (NCT02314442) проводились в две стадии, в ходе которых изучали безопасность инкли-сирана при однократном и курсовом применении [50]. В плацебо-контролируемых КИ фазы II (NCT02597127) у пациентов с высоким уровнем ЛПНП, холестерина и высоким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний исследовали различные режимы дозирования. КИ фазы III включали три отдельных исследования: ORION-9 (NCT03397121) - среди взрослых с гетерозиготной СГХ, 0RI0N-10 (NCT0339990) и ORION-11 (NCT0340100) - среди пациентов с ишемической болезнью сердца, получавших статины, и пациентов, принимавших различные дозы инклисирана, соответственно. Результаты КИ показали, что применение инклисирана приводило к снижению уровня ЛПНП и холестерина примерно на 50% при лечении препаратом каждые 6 мес. [51]. Для оценки эффективности, безопасности и переносимости долгосрочного применения инкли^рана проводятся дополнительные исследования: ORION-8 (NCT03814187), ORION-13 (NCT04659863) и ORION-16 (NCT04652726) [52]. Инклисиран в настоящее время доступен для применения и обычно назначается в сочетании со статинами.
Недосиран (nedosiran, Rivfloza, Dicerna Pharmaceuticals) - препарат, разработанный для лечения ПГ, представляющий собой конъюгат молекул миРНК, подавляющих экспрессию гена LDHA, и GalNAc. Недосиран был одобрен в 2023 г. в США для снижения уровня оксалатов в моче
у детей в возрасте старше 9 лет и взрослых с ПГ 1 типа и относительно нормальной функцией почек. Препарат вводится подкожно 1 раз в мес. и специфически ингибирует экспрессию основной изоформы лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в печени [53]. Следует отметить, что подавление экспрессии ЛДГ также эффективно для лечения других подтипов первичной гипероксалу-рии - ПГ 2 и 3 типа. По результатам доклинических исследований доказана безопасность препарата и продемонстрирована его биологическая активность [54]. Результаты КИ подтвердили благоприятный профиль безопасности препарата, а также было продемонстрировано, что он вызывает устойчивое долгосрочное снижение уровня оксалатов в моче у пациентов с ПГ 2 и 3 типа до нормальных или близких к нормальным значениям [55].
Вутрисиран (vutrisiran, Amvuttra, Alnylam Pharmaceuticals) разработан для лечения наследственного транстиретинового амилоидоза и представляет собой конъюгат GalNAc и миРНК, направленной против гена TTR, кодирующего белок транстиретин. Предполагается, что благодаря улучшенной системе доставки в печень за счет конъюгации с GalNAc вутрисиран более эффективен, чем патисиран, но при этом действует в гепатоцитах аналогичным образом, воздействуя на консервативную последовательность всех вариантов мРНК гена TTR [56]. Вутрисиран был одобрен для медицинского применения в США в 2022 г. [57].
В 2021 г. был зарегистрирован препарат МИР 19, предназначенный для лечения COVID-19 (заболевание, вызванное инфекцией SARS-CoV-2). В его составе содержится молекула миРНК, направленная против жизненно важного гена вируса RdRp, кодирующего РНК-зависимую РНК-полимеразу. В качестве носителя для миРНК в составе препарата использован дендримерный (разветвленный) пептид KK-46. За счет положительного заряда пептид КК-46 взаимодействует с отрицательно заряженной миРНК, формируя в водных растворах наноструктуры, которые по механизму эндоцитоза проникают в цитоплазму зараженных клеток, где вирус наиболее уязвим [58].
В экспериментах in vitro на культуре клеток Vero E6 (при множественности заражения SARS-CoV-2, равной 0,0001) продемонстрировано, что препарат приводил к уменьшению репликации вируса более чем в 10000 раз [59, 15].
В доклинических исследованиях на модели инфекции у сирийских хомячков показа-
но, что ингаляции препаратом МИР 19 (в дозе 3,453 мг/кг) уменьшали вирусную нагрузку в легких более чем в 200 раз, а также происходило снижение выраженности вирус-индуцированно-го воспаления респираторного тракта [59, 15].
В ходе КИ фазы I была установлена безопасность препарата МИР 19 как при однократном, так и при многократном применении у здоровых добровольцев. Это послужило основанием для проведения многоцентрового рандомизированного контролируемого КИ фазы II (N^05184127), в ходе которого изучалась эффективность и безопасность препарата МИР 19 у пациентов с COVID-19 средней тяжести. Результаты исследований показали, что получавшие препарат ингаляционно пациенты достигли первичной конечной точки (снижение температуры, нормализация частоты дыхательных движений, уменьшение кашля и восстановления уровня кислорода в крови до 95% в течение 48 ч) значительно быстрее (в среднем за 6 сут) по сравнению с пациентами контрольной группы, получавшими стандартную этиотропную терапию (в среднем за 8 сут) [58].
Таким образом, было продемонстрировано, что препарат МИР 19 безопасен и хорошо переносится пациентами, а также значительно ускоряет период восстановления пациентов, госпитализированных с подтвержденным COVID-19 средней степени тяжести. В настоящее время препарат МИР 19 зарегистрирован (регистрационное удостоверение ЛП-007720), включен в документ «Временные методические рекомендации «Профилактика, диагностика и лечение новой ко-ронавирусной инфекции (COVЮ-19)»1 и активно применяется в клинической практике [58].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Представленные данные применения препаратов на основе миРНК свидетельствуют об их значительном потенциале для коррекции аномальной экспрессии генов или мутаций, ассоциированных с болезнями, включая онкологические и генетические заболевания, вирусные инфекции и прочие патологии. Важным преимуществом является то, что продолжительность разработки и исследований препаратов на основе миРНК гораздо короче, чем у низкомолекулярных лекарственных веществ, моноклональ-ных антител и белковых препаратов.
Клиническое применение миРНК, несмотря на высокий потенциал данного типа препаратов, остается в настоящее время несколько ограниченным. Это связано с проблемами,
1 «Временные методические рекомендации «Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (СОУЮ-19). Версия 14 (27.12.2021)» (утв. Минздравом России).
присущими как самим миРНК (короткий период полувыведения и низкая биодоступность), так и системам их доставки (риск токсичности и недостаточная эффективность). Тем не менее возможности миРНК в регуляции любого целевого гена побуждают разработчиков к поиску путей решения обозначенных проблем. Так, для повышения стабильности миРНК применяют различные способы модификаций,
Литература/References
1. Тимотиевич ЕД, Шиловский ИП, Хаитов МР. Пептидные носители как средства доставки терапевтических нуклеиновых кислот. Механизмы и потенциал применения в медицине. Биохимия. 2023;88(11):2183-205. https://doi.org/10.31857/S032097252311012X Timotievich ED, Shilovskiy IP, Khaitov MR. Cell-penetrating peptides as vehicles for delivery of therapeutic nucleic acids. Mechanisms and application in medicine. Biochemistry (Moscow). 2023;88:1800-17. https://doi.org/10.1134/S0006297923110111
2. Agrawal N, Dasaradhi PVN, Mohmmed A, Malhotra P, Bhatna-gar RK, Mukherjee SK. RNA interference: biology, mechanism, and applications. Microbiol Mol Biol Rev. 2003;67(4):657-85. https://doi.org/10.1128/MMBR.67A657-685.2003
3. Wilson RC, Doudna JA. Molecular mechanisms of RNA interference. Annu RevBiophys. 2013;42:217-39. https://doi.org/10.1146/annurev-biophys-083012-130404
4. Gangopadhyay S, Gore KR. Advances in siRNA therapeutics and synergistic effect on siRNA activity using emerging dual ribose modifications. RNA Biol. 2022;19(1):452-67. https://doi.org/10.1080/15476286.2022.2052641
5. Kang H, Ga YJ, Kim SH, Cho YH, Kim JW, Kim C, et al. Small interfering RNA (siRNA)-based therapeutic applications against viruses: principles, potential, and challenges. J Biomed Sci. 2023;30(1):88. https://doi.org/10.1186/S12929-023-00981-9
6. Wang Y, Zhang R, Tang L, Yang L. Nonviral delivery systems of mRNA vaccines for cancer gene therapy. Pharmaceutics. 2022;14(3):512.
https://doi.org/10.3390/pharmaceutics14030512
7. Yan Y, Liu XY, Lu A, Wang XY, Jiang LX, Wang JC. Non-viral vectors for RNA delivery. J Control Release. 2022;342:241-79. https://doi.org/10.1016/JJCQNREL.2022.01.008
8. Roberts TC, Langer R, Wood MJA. Advances in oligonucleotide drug delivery. Nat Rev Drug Discov. 2020;19(10):673-94. https://doi.org/10.1038/S41573-020-0075-7
9. An G. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of Gal-NAc-Conjugated siRNAs. J Clin Pharmacol. 2024;64(1):45-57. https://doi.org/10.1002/JCPH.2337
10. Khan MM, Filipczak N, Torchilin VP. Cell penetrating peptides: a versatile vector for co-delivery of drug and genes in cancer. J Control Release. 2021;330:1220-8. https://doi.org /10.1016/j.jconrel.2020.11.028
11. Falato L, Gestin M, Langel G. Cell-penetrating peptides delivering siRNAs: an overview. Methods Mol Biol. 2021;2282:329-52.
https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1298-9_18
12. Kozhikhova KV, Shilovskiy IP, Shatilov AA, Timofeeva AV, Turetskiy EA, Vishniakova LI, et al. Linear and dendrimeric antiviral peptides: Design, chemical synthesis and activity against human respiratory syncytial virus. J Mater Chem B. 2020;8:2607-17.
https://doi.org/10.1039/c9tb02485a
13. Shilovskiy I, Nikonova A, Barvinskaia E, Kaganova M, Nikolskii A, Vishnyakova L, et al. Anti-inflammatory effect of siRNAs targeted IL-4 and IL-13 in a mouse model of al-
а для увеличения биодоступности создают различные варианты векторов для доставки в целевые ткани и органы.
Несмотря на вышеупомянутые ограничения миРНК, в настоящее время одобрено 6 препаратов, содержащих эти молекулы, и более 10 проходят клинические исследования, что демонстрирует значительные перспективы развития данного направления в ближайшие годы.
lergic rhinitis. Allergy. 2022;77(9):2829-32. https://doi.org/10.1111/ALL.15366
14. Никольский АА, Шиловский ИП, Юмашев КВ, Вишнякова ЛИ, Барвинская ЕД, Ковчина ВИ и др. Влияние локального подавления экспрессии гена Stat3 на ней-трофильное воспаление легких в экспериментальной модели на мышах. Иммунология. 2021;42(6):600-14. Nikolskii AA, Shilovskiy IP, Yumashev KV, Vishniakova LI, Barvinskaia ED, Kovchina VI, et al. Effect of local suppression of Stat3 gene expression in a mouse model of pulmonary neutrophilic inflammation. Immunologiya. 2021;42(6):600-14 (In Russ.).
https://doi.org/10.33029/0206-4952-2021-42-6-600-614
15. Khaitov M, Nikonova A, Shilovskiy I, Kozhikhova K, Kofiadi I, Vishnyakova L, et al. Silencing of SARS-CoV-2 with modified siRNA-peptide dendrimer formulation. Allergy. 2021;76(9):2840-54. https://doi.org/10.1111/ALL.14850
16. Friedrich M, Aigner A. Therapeutic siRNA: state-of-the-art and future perspectives. Biodrugs. 2022;36(5):549-71. https://doi.org/10.1007/S40259-022-00549-3
17. Badri P, Jiang X, Borodovsky A, Najafian N, Kim J, Clausen VA, et al. Pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of cemdisiran, an RNAi therapeutic targeting complement component 5, in healthy subjects and patients with paroxysmal nocturnal hemoglobinuria. Clin Pharmacokinet. 2021;60(3):365-78.
https://doi.org/10.1007/S40262-020-00940-9
18. Barratt J, Liew A, Yeo SC, Fernstrom A, Barbour SJ, Sperati CJ, et al. Phase 2 trial of cemdisiran in adult patients with IgA nephropathy: a randomized controlled trial. Clin J Am Soc Nephrol. 2024;19(4):452-62. https://doi.org/10.2215/CJN.0000000000000384
19. Pasi KJ, Lissitchkov T, Mamonov V, Mant T, Timofeeva M, Bagot C, et al. Targeting of antithrombin in hemophilia A or B with investigational siRNA therapeutic fitusiran: results of the phase 1 inhibitor cohort. J Thromb Haemost. 2021;19(6):1436-46. https://doi.org/10.1111/JTH.15270
20. Srivastava A, Rangarajan S, Kavakli K, Klamroth R, Kenet G, Khoo L, et al. Fitusiran prophylaxis in people with severe haemophilia A or haemophilia B without inhibitors (ATLAS-A/B): a multicentre, open-label, randomised, phase 3 trial. Lancet Haematol. 2023;10(5):322-32. https://doi.org/10.1016/S2352-3026(23)00037-6
21. Gane EJ, Kim W, Lim TH, Tangkijvanich P, Yoon JH, Sie-vert W, et al. First-in-human randomized study of RNAi therapeutic RG6346 for chronic hepatitis B virus infection. J Hepatol. 2023;79(5):1139-49. https://doi.org/10.1016/JJHEP.2023.07.026
22. Gottlieb J, Zamora MR, Hodges T, Musk AW, Sommerwerk U, Dilling D, et al. ALN-RSV01 for prevention of bronchiolitis obliterans syndrome after respiratory syncytial virus infection in lung transplant recipients. J Heart Lung Transplant. 2016;35(2):213-21.
https://doi.org/10.1016/J.HEALUN.2015.08.012
23. DeVincenzo J, Lambkin-Williams R, Wilkinson T, Cehelsky J, Nochur S, Walsh E, et al. A randomized, double-blind, placebo-controlled study of an RNAi-based therapy directed against respiratory syncytial virus. Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107(19):8800-5. https://doi.org/10.1073/PNAS.0912186107
24. Zamora MR, Budev M, Rolfe M, Gottlieb J, Humar A, DeVincenzo J, et al. RNA interference therapy in lung transplant patients infected with respiratory syncytial virus. Am J Respir Crit Care Med. 2011;183(4):531-8. https://doi.org/10.1164/RCCM.201003-04220C
25. Kumthekar P, Ko CH, Paunesku T, Dixit K, Sonabend AM, Bloch 0, et al. A first-in-human phase 0 clinical study of RNA interference-based spherical nucleic acids in patients with recurrent glioblastoma. Sci Transl Med. 2021;13(584):3945. https://doi.org/10.1126/SCITRANSLMED.ABB3945
26. Singerman L. Combination therapy using the small interfering RNA bevasiranib. Retina. 2009;29(6 Suppl):49-50. https://doi.org/10.1097/IAE.0B013E3181AD2341
27. Garba AO, Mousa SA. Bevasiranib for the treatment of wet, age-related macular degeneration. Ophthalmol Eye Dis. 2010;2:75-83.
https://doi.org/10.4137/0ED.S4878
28. Cho WG, Albuquerque RJC, Kleinman ME, Tarallo V, Greco A, Nozaki M, et al. Small interfering RNA-induced TLR3 activation inhibits blood and lymphatic vessel growth. Proc Natl Acad Sci USA. 2009;106(17):7137-42. https://doi.org/10.1073/PNAS.0812317106
29. Lu LJ, Tsai JC, Liu J. Novel pharmacologic candidates for treatment of primary open-angle glaucoma. Yale J Biol Med. 2017;90(1):111-18.
PMCID: PMC5369028
30. Moreno-Montañés J, Bleau AM, Jimenez AI. Tivanisiran, a novel siRNA for the treatment of dry eye disease. Expert Opin Investig Drugs. 2018;27(4):421-6. https://doi.org/10.1080/13543784.2018.1457647
31. Ahn I, Kang CS, Han J. Where should siRNAs go: applicable organs for siRNA drugs. Exp Mol Med. 2023;55(7):1283-92. https://doi.org/10.1038/s12276-023-00998-y
32. Thielmann M, Corteville D, Szabo G, Swaminathan M, Lamy A, Lehner LJ, et al. Teprasiran, a small interfering RNA, for the prevention of acute kidney injury in high-risk patients undergoing cardiac surgery: a randomized clinical study. Circulation. 2021;144(14):1133-44. https://doi.org/10.1161/CIRCULATI0NAHA.120.053029
33. Paunovska K, Loughrey D, Dahlman JE. Drug delivery systems for RNA therapeutics. Nat Rev Genet. 2022;23(5):265-80. https://doi.org/10.1038/s41576-021-00439-4
34. Zhang X, Goel V, Robbie GJ. Pharmacokinetics of patisiran, the first approved RNA interference therapy in patients with hereditary transthyretin-mediated amyloidosis. J Clin Pharmacol. 2019;60(5):573-85. https://doi.org/10.1002/jcph.1553
35. Suhr OB, Coelho T, Buades J, Pouget J, Conceicao I, Berk J, et al. Efficacy and safety of patisiran for familial amy-loidotic polyneuropathy: a phase II multi-dose study. Orphanet J Rare Dis. 2015;10:109. https://doi.org/10.1186/s13023-015-0326-6
36. Taylor L, Gidal B, Blakey G, Tayo B, Morrison G. A phase I, randomized, double-blind, placebo-controlled, single ascending dose, multiple dose, and food effect trial of the safety, tolerability and pharmacokinetics of highly purified cannabidiol in healthy subjects. CNS Drugs. 2018;32(11):1053-67.
https://doi.org/10.1007/s40263-018-0578-5
37. Kristen AV, Ajroud-Driss S, Conceigáo I, Gorevic P, Kyria-kides T, Obici L. Patisiran, an RNAi therapeutic for the treatment of hereditary transthyretin-mediated amyloidosis. Neurodegener Dis Manag. 2019;9(1):5-23. https://doi.org/10.2217/nmt-2018-0033
38. Solomon SD, Adams D, Kristen A, Grogan M, Gonzalez-Du-arte A, Maurer MS, et al. Effects of patisiran, an RNA interference therapeutic, on cardiac parameters in patients with hereditary transthyretin-mediated amyloidosis. Circulation. 2019;139(4):431-43. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.118.035831
39. Sardh E, Harper P. RNAi therapy with givosiran significantly reduces attack rates in acute intermittent porphyria. J Intern Med. 2022;291(5):593-610. https://doi.org/10.1111/joim.13443
40. Sardh E, Harper P, Balwani M, Stein P, Rees D, Bissell DM, et al. Phase 1 trial of an RNA interference therapy for acute intermittent porphyria. N Engl J Med. 2019;380(6):549-58. https://doi.org/10.1056/NEJM0A1807838
41. Balwani M, Sardh E, Ventura P, Peiro PA, Rees DC, Stölzel U, et al. Phase 3 trial of RNAi therapeutic givosiran for acute intermittent porphyria. N Engl J Med. 2020;382(24):2289-301. https://doi.org/10.1056/nejmoa1913147
42. Garrelfs SF, Frishberg Y, Hulton SA, Koren MJ, O'Riordan WD, Cochat P, et al. Lumasiran, an RNAi therapeutic for primary hyperoxaluria type 1. N Engl J Med. 2021;384(13):1216-26. https://doi.org/10.1056/nejmoa2021712
43. Frishberg Y, Deschenes G, Groothoff JW, Hulton SA, Magen D, Harambat J, et al. Phase 1/2 study of lumasiran for treatment of primary hyperoxaluria type 1: a placebo-controlled randomized clinical trial. Clin J Am Soc Nephrol. 2021;16(7):1025-36. https://doi.org/10.2215/CJN.14730920
44. Sas DJ, Magen D, Hayes W, Shasha-Lavsky H, Michael M, Schulte I, et al. Phase 3 trial of lumasiran for primary hyperoxaluria type 1: a new RNAi therapeutic in infants and young children. Genet Med. 2022;24(3):654-62. https://doi.org/10.1016/j.gim.2021.10.024
45. Scott LJ, Keam SJ. Lumasiran: first approval. Drugs. 2021;81(2):277-82.
https://doi.org/10.1007/s40265-020-01463-0
46. Bardolia C, Amin NS, Turgeon J. Emerging non-statin treatment options for lowering low-density lipoprotein cholesterol. Front Cardiovasc Med. 2021;8:789931. https://doi.org/10.3389/fcvm.2021.789931
47. Abifadel M, Varret M, Rabès JP, Allard D, Ouguerram K, De-villers M, et al. Mutations in PCSK9 cause autosomal dominant hypercholesterolemia. Nat Genet. 2003;34(2):154-6. https://doi.org/10.1038/ng1161
48. Nair JK, Willoughby JLS, Chan A, Charisse K, Alam MR, Wang 0, et al. Multivalent N-acetylgalactosamine-conjugated siRNA localizes in hepatocytes and elicits robust RNAi-mediated gene silencing. J Am Chem Soc. 2014;136(49):16958-61. https://doi.org/10.1021/ja505986a
49. Lamb YN. Inclisiran: first approval. Drugs. 2021;81(3):389-95. https://doi.org/10.1007/s40265-021-01473-6
50. Fitzgerald K, White S, Borodovsky A, Bettencourt BR, Strahs A, Clausen V, et al. A highly durable RNAi therapeutic inhibitor of PCSK9. N Engl J Med. 2017;376(1):41-51. https://doi.org/10.1056/nejmoa1609243
51. Ray KK, Wright RS, Kallend D, Koenig W, Leiter LA, Raal FJ, et al. Two phase 3 trials of inclisiran in patients with elevated LDL cholesterol. N Engl J Med. 2020;382(16):1507-19. https://doi.org/10.1056/nejmoa1912387
52. Reijman MD, Schweizer A, Peterson ALH, Bruckert E, Stratz C, Defesche JC, et al. Rationale and design of two trials assessing the efficacy, safety, and tolerability of inclisiran in adolescents with homozygous and heterozygous familial hypercholesterolaemia. Eur J Prev Cardiol. 2022;29(9):1361-8.
https://doi.org/10.1093/eurjpc/zwac025
53. Syed YY. Nedosiran: first approval. Drugs. 2023;83(18):1729-33.
https://doi.org/10.1007/s40265-023-01976-4
54. Lai C, Pursell N, Gierut J, Saxena U, Zhou W, Dills M, et al. Specific inhibition of hepatic lactate dehydrogenase reduces oxalate production in mouse models of primary hyperoxaluria. Mol Ther. 2018;26(8):1983-95. https://doi.org/10.1016XJ.YMTHE.2018.05.016
55. Hoppe B, Koch A, Cochat P, Garrelfs SF, Baum MA, Groot-hoff JW, et al. Safety, pharmacodynamics, and exposure-response modeling results from a first-in-human phase 1 study of nedosiran (PHYOX1) in primary hyperoxaluria. Kidney Int. 2022;101(3):626-34. https://doi.org/10.1016XJ.KINT.2021.08.015
56. Habtemariam BA, Karsten V, Attarwala H, Goel V, Melch M, Clausen VA, et al. Single-dose pharmacokinetics and pharmacodynamics of transthyretin targeting N-acetyl-galactosamine-small interfering ribonucleic acid conjugate, vutrisiran, in healthy subjects. Clin Pharmacol Ther. 2021;109(2):372-82. https://doi.org/10.1002/CPT.1974
57. Mullard A. FDA approves fifth RNAi drug-Alnylam's next-gen hATTR treatment. Nat Rev Drug Discov. 2022;21(8):548-9.
https://doi.org/10.1038/D41573-022-00118-X
58. Хаитов МР, Никонова АА, Кофиади ИА, Шиловский ИП, Смирнов ВВ, Елисютина ОГ и др. Результаты I и II фазы клинических исследований препарата МИР 19®. Иммунология. 2023;44(3):291-316.
Khaitov MR, Nikonova AA, Kofiadi IA, Shilovskiy IP, Smirnov VV, Elisyutina QG, et al. Results of clinical trials phases I and II of MIR 19®. Immunologiya. 2023;44(3):291-316 (In Russ.).
https://doi.org/10.33029/1816-2134-2023-44-3-291-316
59. Khaitov M, Nikonova A, Kofiadi I, Shilovskiy I, Smirnov V, Elisytina Q, et al. Treatment of COVID-19 patients with a SARS-CoV-2-specific siRNA-peptide dendrimer formulation. Allergy. 2023;78(6):1639-53. https://doi.org/10.1111/ALL.15663
Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям 1С1Ч1Е. Наибольший вклад распределен следующим образом: И.П. Шиловский, Г.Б. Пасихов, В.В. Смирнов, И.А. Кофиади - концепция работы, написание и редактирование текста рукописи, формулировка выводов; М.В. Попова, П.А. Струева - анализ источников литературы, оформление рукописи; М.Р. Хаитов - участие в формулировке выводов, утверждение окончательной версии рукописи для публикации.
Authors' contributions. AH authors confirm that their authorship meets the ICMJE criteria. The most significant contributions were as follows. I.P. Shilovskiy, G.B. Pasikhov, V.V. Smirnov, and I.A. Kofiadi conceptualised the study, drafted and edited the manuscript, and formulated the conclusions. M.V. Popova and P.A. Strueva analysed literature sources and designed the manuscript. M.R. Khaitov formulated the conclusions and approved the final version of the manuscript for publication.
Об авторах / Authors
Шиловский Игорь Петрович, д-р биол. наук / Igor P. Shilovskiy, Dr. Sci. (Biol.) QRCID: https://orcid.org/0000-0001-5343-4230 Пасихов Георгий Борисович / George B. Pasikhov
QRCID: https://orcid.org/0009-0007-8916-3322
Смирнов Валерий Валерьевич, д-р фарм. наук / Valery V. Smirnov, Dr. Sci. (Pharm.) QRCID: https://orcid.org/0000-0002-8232-6682
Кофиади Илья Андреевич, д-р биол. наук / Ilya A. Kofiadi, Dr. Sci. (Biol.)
QRCID: https://orcid.org/0000-0001-9280-8282
Попова Майя Владиславовна / Maiia V. Popova
QRCID: https://orcid.org/0000-0002-3671-780X
Струева Полина Александровна / Polina A. Strueva
QRCID: https://orcid.org/0009-0003-7718-0767
Хаитов Муса Рахимович, д-р мед. наук, проф., член-корр. РАН / Musa R. Khaitov, Dr. Sci. (Med.), Professor, Corr. Member of RAS
QRCID: https://orcid.org/0000-0003-4961-9640
Поступила 12.04.2024 Received 12 April 2024
После доработки 13.06.2024 Revised 13 June 2024
Принята к публикации 21.06.2024 Accepted 21 June 2024
