Terapia genica per EBS è RDEB (2022)

Malgradu a difficultà per ottene campioni di pelle durante u periodu di restrizioni di Covid, i circadori anu dimustratu chì u so trattamentu puderia permette u cambiamentu geneticu chì provoca RDEB per esse mancatu ('exon skipping') in a pelle è in e cellule in un piattu. Injecting u trattamentu in i campioni di a pelle lasciati da i prucessi chirurgici, hà risultatu in un livellu bassu ma detectable di saltà di l'esone in u passu prima chì a proteina di collagene hè fatta. I circadori suggerenu chì più travagliu seria necessariu per dimustrà s'ellu hà permessu di fà abbastanza proteina di collagene di travagliu per riduce i sintomi RDEB.

L'usu di picculi pezzi di l'acidu nucleicu (cum'è l'ADN) per aiutà à fà u travagliu di u collagene è a proteina di keratina da i geni RDEB o EBS rotti hà dimustratu una certa prumessa in e cellule. Hè statu più difficiuli di dimustrà l'effetti in a pelle induve questi picculi pezzi di l'acidu nucleicu terapeuticu parevanu travaglià in modu diversu. I ricercatori anu publicatu a recensione di u prugressu in questu settore in 2021. 

Stu prughjettu hà custruitu nantu à u travagliu chì i circadori publicati in 2019:

• Natural Exon Skipping pone u palcuscenicu per Exon Skipping cum'è Terapia per l'epidermolisi bullosa distrofica: Terapia Molecular - Acidi Nucleici (cell.com)
• Terapie per l'epidermolisi bullosa: a consegna hè chjave - Bremer - 2019 - British Journal of Dermatology - Wiley Online Library

Università di Dundee cuntatu nantu à u prugettu in 2019.

I ricercatori principali:

Dr Robyn Hickerson hè un Investigatore Principale in a Scola di Scienze di a Vita cù un gruppu di ricerca attivu cù l'enfasi primaria in u sviluppu di a terapia per i disordini genetichi di a pelle rara.
Dr Peter van den Akker, DEBRA Clinical Research Fellow, hè un genetista clinicu sperimentatu è hà focalizatu a so carriera di ricerca nantu à e terapie basate in RNA per RDEB è altre genodermatosi.

Co-investigatore:

Dr Aileen Sandilands hà una vasta sperienza da 19 anni in u gruppu in i disordini genetichi di a pelle è u sviluppu di sistemi di salta di l'esone cù u scopu di trattà i disordini genetichi di a pelle.

"U nostru scopu ultimu hè di sviluppà terapèutica per tutte e forme di EB ... Basendu nantu à i risultati eccitanti è incoraggianti da u nostru travagliu precedente, avemu avà pensatu à ottimisà l'efficienza di salta di l'esone in i nostri mudelli di pelle umana ex vivo è in vivo, per avvicinassi. à un essai clinicu"

Dr Robyn Hickerson è Dr Peter Van den Akker

Titulu di cuncessione: Sviluppu di una nova tecnulugia genica per u trattamentu di l'epidermolisi bullosa simplex (EBS) è l'epidermolisi bullosa distrofica recessiva (RDEB)

Circa u 70% di i casi di epidermolysis bullosa (EB) sò classificati cum'è EB simplex (EBS), chì hè causatu da mutazioni (errori) in i geni chì fabricanu proteini chjamati keratina 5 è keratina 14 (KRT5 è KRT14). I keratini sò vitali per assicurà una pelle forte è sana. Ùn ci sò micca trattamenti efficaci per l'EBS, chì hè carattarizatu da vesciche persistenti è una mala guariscenza di a pelle sia internamente sia esternamente. I geni sò ereditati, una copia da ogni genitore. Solu una copia di u genu deve cuntene una mutazione per causà EBS - questi sò chjamati geni dominanti. Suppressing selectivamente l'espressione di a copia difettu di u genu, questu permette à a copia normale di u genu per travaglià bè, una strategia chì si crede puderia esse sviluppata in una terapia adatta per EBS.
L'obiettivu iniziale di stu prughjettu era di sviluppà una nova tecnulugia per u silenziu di u gene terapeuticu in EBS. Quandu a sequenza genetica o di l'ADN di un genu hè lettu, cum'è una ricetta, hè eventualmente traduttu per un stadiu intermediu (RNA messageru) in a produzzione di prutezione - in questu casu, i keratini truvati in a capa superiore di a pelle, u epidermide. I novi sviluppi in a tecnulugia di u genu significanu chì avà hè pussibule sintetizà un picculu pezzu di l'acidu nucleicu chì si uniscerà à l'RNA messageria è l'inattivà. Questu hè chjamatu tecnulugia di silenziu di gene. L'oligonucleotidi antisensu (ASO) sò picculi pezzi di l'acidu nucleicu chì ponu esse designati per unisce specificamente à e copie di l'RNA di messageria di un certu genu per distrughjenu questi.

U Fellow di Ricerca Clinica hè statu incaricatu di sviluppà sta nova tecnulugia di silenziu di geni finu à u puntu chì puderia esse purtatu in a clinica. A squadra in Dundee hà travagliatu cù a cumpagnia farmaceutica WAVE Scienze di a Vita nantu à stu prughjettu è anu identificatu parechji ASO chì ponu silenziu l'RNA di messageria KRT14 in e cellule di a pelle umana cultivate in u laboratoriu.

L'usu di ASO per l'epidermolisi bullosa distrofica recessiva (una forma più severa di EB) hè ugualmente sfida. L'epidermolisi bullosa distròfica recessiva (RDEB) hè causata da difetti in u genu COL7A1, a ricetta genetica per a proteina collagen tipu 7. Tutti portanu duie copie COL7A1, ma, in cuntrastu à EBS, ci vole à esse una mutazione in i dui copie di u gene per esibisce i sintomi di RDEB - questi sò geni recessivi. L'approcciu per distrughje l'RNA di messageria difettu ùn hà micca travagliatu quì. Tuttavia, una classa differente di ASO pò esse aduprata chì pò ingannà e cellule per sguassà a parte di l'RNA messageria induve si trova a mutazione. Stu approcciu hè chjamatu "exon skipping" è ancu s'ellu porta à un RNA messageru un pocu più cortu, pò ancu esse usatu per pruduce collagene di tipu 7 attivu (ma più curtu). In un studiu di letteratura, u Fellow hà truvatu chì e persone in quale l'exon skipping si trova naturalmente (senza l'usu di ASO, ma piuttostu per una variazione di DNA addiziale) anu sempre una forma di DEB, ma questu hè più ligeru di u solitu. Questu enfatiza chì l'exon skipping hè una strategia terapeutica promettente. A squadra di Dundee hà cuncepitu parechji ASO chì ponu induce l'exon skipping di COL7A1 in e cellule di a pelle umana cultivate in u laboratoriu.

Tecnulugia nova antisensu per EB - ottimisazione di l'exon skipping in a pelle umana (Clinical Research Fellowship Year 5).

I Pacienti cù u disordine geneticu di a pelle di l'epidermolisi bullosa distrofica recesiva (RDEB) soffrenu di una pelle estremamente fragile perchè manca una proteina chjave (collagen 7) chì mantene i strati di a pelle inseme. In i malati cù RDEB, i sbagli di ortografia ("mutazioni") in u genu chì codifica per a proteina di collagen 7 impediscenu à u corpu di fà. À l'Università di Dundee, pruvemu di scaccià l'errore di ortografia in u genu per u collagene 7 indirizzendu u passu chì si trova prima chì a proteina hè fatta. Prima di fà a proteina di u collagene 7, u genu face una copia portatile di sè stessu prima, sta copia hè chjamata RNA messageria è hè usata com'è mudellu per fà a proteina. In i pazienti RDEB, a copia di l'RNA di messageria cuntene i stessi errori di ortografia cum'è u genu di collagene 7. A nostra strategia hè di sguassà una piccula parte di l'RNA di messageria chì cuntene i sbagli di ortografia. Stu approcciu hè chjamatu "exon skipping". Ancu s'ellu l'ARN messageru serà un pocu più cortu di u normale, pò ancu esse usatu per fà a proteina di collagene 7. Di sicuru, sta proteina serà ancu un pocu più corta di u normale, ma questu hè sempre megliu cà ùn avè micca a proteina di collagen 7 in tuttu.
L'exon skipping usa picculi moleculi chjamati oligonucleotidi Antisense (ASO) chì si attaccanu à a copia di l'RNA di messageria di u genu di u collagene 7 è ingannanu e cellule per sguassà a parte induve si trovanu i sbagli di ortografia. Avemu cuncepitu parechji ASO è dimustratu chì sò attivi à l'exon skipping quandu aghjunghjenu à e cellule di a pelle umana cultivate in u laboratoriu. Avemu ancu pussutu dimustrà chì l'ASO sò attivi in ​​a pelle umana reale (pelle di scarti chirurgici). Tuttavia, a quantità di saltà di l'esone chì pudemu detectà in a pelle hè bassa è l'ASO parenu travaglià un pocu sfarente in a pelle cumparatu cù e cellule cultivate in u laboratoriu.
In l'ultimu annu avemu ottimisatu un metudu chì ci permette di seguità a manera chì un ASO hè distribuitu quandu hè injected in a pelle umana. Stu metudu ci hà amparatu chì un ASO chì hè statu injectatu in a pelle umana hà veramente viaghjatu da a derma (a capa prufonda di a pelle induve l'ASO hè stata injectata), à e cellule in l'epidermisa (a capa superiore di a pelle), induve l'exon skipping. ci vole à fà. Stu risultatu ci hà cunvintu ancu chì u trattamentu ASO pò ancu induce l'exon skipping in a pelle umana reale. Encore une fois, il s'agissait d'un résultat encourageant. Tuttavia, a quantità di saltà di l'exoni chì avemu rilevatu in a pelle hè stata bassa è l'ASO parenu travaglià un pocu sfarente in a pelle cumparatu cù e cellule cultivate in u laboratoriu. Dunque, simu avà focu annantu à rende più efficiente l'exon skipping in a pelle.
L'annu passatu avemu ancu cuncepitu è ​​pruvatu 37 ASO novi contr'à l'esone 13 in e cellule di a pelle per vede s'ellu pudemu identificà un ASO chì funziona ancu megliu cà quelli chì avemu usatu attualmente. Avemu ancu cuncepitu 33 ASO novi contr'à l'exon 15 per pruvà in u listessu modu. I risultati preliminari anu identificatu parechji ASO chì mostranu l'attività di salta di l'esone 13 è cusì seranu investigati più in più. (Da u rapportu di prugressu 2022.)

Tecnulugia nova antisensu per EB - avanzà l'exon skipping in a pelle umana (Anni 3-4).

L'obiettivu principale hè avà di studià se l'ASO funzionali ponu induce l'exon skipping di u genu COL7A1 è u silenziu di a copia mutante di KRT14 RNA quandu applicata à a pelle umana (aduprendu a pelle rimanente da i prucessi chirurgici). Questu implica studià modi per furnisce questi ASO à u locu ghjustu in a pelle. Per quessa, u Fellow travaglia strettamente cù a squadra di Dr Hickerson.
L'obiettivi principali di a borsa di ricerca clinica in avanti sò:
• Induce "knockdown" di u mutante KRT14 mRNA per trattà l'EBS (per travaglià nantu à l'eliminazione di l'RNA di messageria di keratina chì porta a mutazione).
• Skip exons chì cuntenenu mutazioni in u genu COL7A1 per trattà RDEB (per ingannà e cellule di u corpu per sguassà o micca leghje a parte di u genu induve si trova a mutazione).

I Pacienti cù u disordine geneticu di a pelle di l'epidermolisi bullosa distrofica recesiva (RDEB) soffrenu di una pelle estremamente fragile perchè manca una proteina chjave (collagen 7) chì mantene i strati di a pelle inseme. In i malati cù RDEB, i sbagli di ortografia ("mutazioni") in u genu chì codifica per a proteina di collagen 7 impediscenu à u corpu di fà.

Duranti stu prughjettu, avemu pruvatu à ingannà e cellule per scaccià l'errore di ortografia in u genu per u collagen 7. Per fà questu, avemu destinatu un passu impurtante chì si trova prima chì una proteina hè fatta. Un genu hà da fà una copia portatile di sè stessu prima, sta copia hè chjamata RNA messageria è hè utilizata da e cellule cum'è mudellu per fà a proteina. In i pazienti RDEB, a copia di l'RNA di messageria cuntene i stessi errori di ortografia cum'è u genu di collagene 7. A nostra strategia hè di edità a piccula parte di l'RNA di messageria chì cuntene l'errore di ortografia. Chjamemu stu approcciu "exon skipping". Editendu l'RNA di messageria in questu modu è sbarazzarsi di l'errore di ortografia, e cellule ponu avà fà a proteina di collagene 7. Di sicuru, sta proteina serà ligeramente più corta di u normale, ma questu hè sempre megliu cà ùn avè micca una proteina di collagene 7 in tuttu.

L'exon skipping usa minuscule molécule chjamate oligonucleotidi antisensu (ASO), queste si attaccanu à a copia di l'ARN messageria di u genu di u collagene 7 è ingannanu e cellule per sguassà a parte chì cuntene l'errore di ortografia. Avemu cuncepitu parechji ASO è dimustratu chì sò capaci di pruvucà l'exon skipping quandu trattemu e cellule di a pelle umana cultivate in u laboratoriu. Avemu ancu pruvatu à trattà e cellule di a pelle da un paziente RDEB cù i nostri ASO è parenu travaglià in u listessu modu. Pudemu ancu detectà a proteina di u collagene 7 in queste cellule dopu à trattà cù l'ASO, chì ci dice chì l'ASO funziona cum'è previstu.

Una quantità significativa di u prugettu hè stata spesa per sapè se l'ASO travaglianu in a pelle umana. U nostru scopu ultimu hè di utilizà l'ASO per trattà i pazienti per quessa hè impurtante sapè s'ellu sò attivi in ​​a pelle piuttostu cà solu in cellule in un platu. Prima di pudè principià stu travagliu, avemu avutu à sviluppà metudi di rilevazione altamente sensibili per piglià l'exon skipping perchè sti strumenti di ricerca ùn esistevanu micca cummerciale. Per l'esperimenti di a pelle, avemu injectatu l'ASO in a pelle sana rimanente da i prucessi chirurgici è poi analizà a pelle per l'exon skipping. Avemu trovu chì l'ASO ponu causà l'exon skipping in a pelle umana, chì hè di sicuru un risultatu estremamente incoraggiante. Tuttavia, a sfida maiò chì avemu affruntatu da noi hè chì a quantità di saltà di l'exoni chì pudemu detectà in a pelle hè bassa. L'ASO pari ancu di travaglià un pocu sfarente in a pelle cumparatu cù e cellule cultivate in u laboratoriu. Certu, ùn sapemu micca s'ellu u livellu di l'exon skipping chì vedemu in a pelle hè abbastanza per esse di benefiziu à i pazienti (solu un prucessu clinicu daria una risposta definitiva) ma sentimu chì ci hè sempre spaziu per migliurà. Per quessa, in a parte finale di u prugettu avemu cuncentratu nantu à e manere di aumentà a quantità di saltà di l'exon in a pelle. Avemu cuncepitu un novu gruppu di ASO per pruvà à identificà quellu chì funziona ancu megliu cà quelli chì avemu usatu attualmente, è avemu ancu pruvatu à mischjà l'ASO cù un reagentu pensatu per fà l'assunzione di l'ASO in e cellule più faciule dopu chì sò injected in. a pelle.

In generale, stu prughjettu hà dimustratu chì l'usu di ASO per induce l'exon skipping in a pelle umana reale hè veramente pussibule. L'ottimisazione di l'ASO è e migliure in a manera chì sò mandati in a pelle serà necessariu per rinfurzà i so effetti. Se questi ostaculi ponu esse superati allora l'exon skipping cum'è trattamentu per RDEB resta una opzione viable. (Da u rapportu finale di u 2022.)