Fibrosi Cistica e la distrofia muscolare: Nuovi risultati sollevano interrogativi sull'identificazione Sperimentale Drug

Maggio 26, 2015 Admin Salute 0 6
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Lo studio è stato pubblicato 3 febbraio negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS).

Nel corso degli ultimi anni, un farmaco sperimentale chiamato PTC124 ha generato entusiasmo tra coloro che cercano trattamenti per le malattie ereditarie causate da un tipo di alterazione genetica che porta alla produzione di proteine ​​anormalmente brevi. Gli scienziati si riferiscono a tali alterazioni come mutazioni nonsense. Circa il 10 per cento dei casi di fibrosi cistica e circa il 15 per cento dei casi di distrofia muscolare Duchenne sono pensati per derivare da mutazioni nonsense. Inoltre, le mutazioni nonsense possono influenzare una parte sostanziale dei circa 25 milioni di americani che soffrono di altre malattie genetiche rare.

L'enzima che fa lucciole bagliore, chiamato luciferasi, è ampiamente usato in esperimenti biomedici e di screening high-throughput spesso utilizzato per scoprire la droga. In una reazione positiva, il materiale testato illumina letteralmente.




PTC Therapeutics di South Plainfield, NJ, ha identificato PTC124 attraverso un sistema di screening a base di cellule che ha usato luciferasi lucciola per misurare la potenza di composti chimici per consentire cellule con mutazioni nonsense per produrre normali, proteine ​​full-length. Nella schermata PTC, un particolare gruppo di composti di prova suscitato segnali molto luminoso dal enzima lucciola.

I ricercatori dell'azienda hanno interpretato i segnali luminosi a significare che tali composti sono stati molto attivi - che avevano permesso al macchinario cellulare di leggere in modo efficiente attraverso mutazioni nonsense e aumentare la produzione di full-length, proteina funzionale. Uno di questi composti è stata poi ottimizzata, anche utilizzando lucciola test luciferasi, per sviluppare il PTC124 farmaco sperimentale.

Le notizie su PTC124 è stato particolarmente incoraggiante perché la ricerca precedente aveva suggerito che il ripristino della capacità di produrre anche i bassi livelli di proteina full-length potrebbe alleviare i sintomi della fibrosi cistica e, eventualmente, di altre malattie causate da mutazioni nonsense. Il farmaco usato in questo lavoro precedente, tuttavia, un antibiotico chiamato gentamicina, è difficile da gestire e può portare a perdite e danni renali pericolo di vita udito.

Ulteriori test negli animali e volontari sani ha mostrato che PTC124 sembrava sicuro. Inoltre, PTC124 ha mostrato di aumentare la quantità e la funzione delle proteine ​​critiche in modelli animali e coltura cellulare che non si basano sulla luciferasi di lucciola come marcatore, cioè, la conduttanza transmembrana della fibrosi cistica proteine ​​regolatore in modelli di fibrosi cistica, e la distrofina proteine ​​in modelli di distrofia muscolare di Duchenne.

Sulla base di questi risultati, molti anni fa, PTC Therapeutics ha avviato la sperimentazione clinica di una forma orale di PTC124 per la fibrosi cistica e la distrofia muscolare di Duchenne, malattie causate da mutazioni nonsense. I risultati di uno studio preliminare di PTC124 in pazienti affetti da fibrosi cistica, pubblicato nel 30 agosto 2008 numero di The Lancet, ha mostrato miglioramenti nella anomalie causate dalla mutazione.

Ora, nel loro studio pubblicato su PNAS, i ricercatori del NIH Chemical Genomics Center (NCGC) presentano risultati che possono avere implicazioni significative per il processo utilizzato per identificare PTC124, nonché altre iniziative di scoperta della droga che dipendono test luciferasi lucciola.

Le conclusioni del NCGC relativi a PTC124 emerse dagli sforzi del centro di ottimizzare il proprio processo di screening caratterizzando i tipi di composti chimici che interferiscono con luciferasi lucciola. Quel lavoro ha identificato diverse famiglie di composti chimici che inibiscono luciferasi lucciola.

La maggior parte dei composti chimici che inibiscono blocco luciferasi lucciola o dim suo segnale. Tuttavia, i ricercatori NCGC determinato che alcuni inibitori luciferasi - tra PTC124 e composti correlati appartenenti alla famiglia 3,5-diaril-ossadiazolo - effettivamente aumentare la luminosità del segnale legandosi all'enzima lucciola in modo che rallenta la degradazione all'interno delle cellule . In altre parole, l'enzima stabilizzato accende anche se il composto è inattivo o solo debolmente attivo nel sistema di screening.

"La nostra scoperta è piuttosto intuitivo. Non si potrebbe pensare che i composti che bloccano luciferasi lucciola possono effettivamente aumentare il suo segnale in alcuni casi. Ma, in realtà, questo è esattamente ciò che i nostri esperimenti hanno trovato", ha detto di NCGC vice direttore James Inglese, Ph.D., che è l'autore senior dello studio. "Questo è un avvertimento che i ricercatori ora devono considerare quando si utilizzano test lucciola luciferasi allo schermo per potenziali farmaci."

Agire NIH Direttore Raynard S. Kington, MD, Ph.D., ha detto, "E 'importante notare che gli studi di PTC124 nei pazienti e modelli animali di fibrosi cistica e distrofia muscolare di Duchenne hanno prodotto incoraggianti risultati iniziali, quindi non è chiaro che cosa influenzare questi risultati avranno sulle prove cliniche in corso. Tuttavia, questo nuovo lavoro migliorerà le procedure di screening e di rendere i nostri sforzi per comprendere la biologia e sviluppare terapie per molte malattie più efficace. "

Dr. Inglese e il suo co-autori sottolineano che i ricercatori che utilizzano sistemi di screening lucciola luciferasi può raddoppiare controllare i loro risultati per assicurare che non sono sempre falsi letture positive o esagerate in un certo numero di modi. Un approccio è quello di ripetere il test composti che sembrano essere attivi nei test luciferasi lucciola in un sistema che si avvale di un giornalista diverso. Un reporter, in questo caso, è un termine laboratorio per ogni molecola utilizzata per segnalare un risultato. Ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che NCGC PTC124 e suoi composti sorella non inibiscono un enzima giornalista relativo derivato da reniformis Renilla, un tipo di corallo molle comunemente chiamato una viola del pensiero mare. Cosa c'è di più, quando i ricercatori hanno utilizzato un sistema di viola del pensiero del mare per testare il potere di PTC124 per ripristinare la capacità delle cellule con mutazioni nonsense per produrre proteine ​​full-length, non rilevati segni di attività.

"La nostra ricerca sottolinea la necessità di comprendere le interazioni tra enzimi giornalista e composti chimici, nonché di implementare controlli adeguati, durante l'esecuzione di screening ad alto rendimento", ha detto il primo autore dello studio, Douglas S. Auld, Ph.D. Se non l'hanno già fatto, come parte del loro processo di scoperta di nuovi farmaci, il dottor Auld ha suggerito che i ricercatori utilizzano schermi basati luciferasi-può prendere in considerazione lo svolgimento di prove supplementari in sistemi che utilizzano l'enzima viola mare o altri reporter alternativi di screening.

La fibrosi cistica è una malattia ereditaria che colpisce circa 70.000 persone in tutto il mondo. La malattia induce il corpo a produrre muco denso e appiccicoso che intasa i polmoni, portando a infezioni pericolose per la vita. Si può anche compromettere la digestione impedendo enzimi vitali di raggiungere l'intestino. Al momento esiste una cura per la fibrosi cistica, ma i progressi in trattamenti di supporto ora consentono molte persone con la malattia di vivere nel loro 30s e 40s o anche oltre. Mentre circa il 10 per cento dei pazienti con fibrosi cistica hanno mutazioni nonsense, la percentuale è molto più elevata in alcune popolazioni, come ad esempio in Israele, dove circa il 60 per cento dei pazienti hanno mutazioni nonsense.

La distrofia muscolare di Duchenne è una malattia muscolare, atrofia progressiva che si manifesta soprattutto nei ragazzi. Essa colpisce circa 1 su 3.500 maschi di tutto il mondo. Non esiste una cura per la malattia, e poche persone con distrofia muscolare di Duchenne vivono oltre i 30 anni.

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