Кахексию у мышей с опухолями предотвращает антисмысловой олигонуклеотид

Раковая кахексия — это многофакторный синдром истощения у человека с онкозаболеванием, который проявляется главным образом атрофией скелетных мышц и сокращением объема жировой ткани. Она встречается более чем у половины пациентов с прогрессирующими злокачественными новообразованиями. Кахексия не только ухудшает физическую функцию и качество жизни, но снижает переносимость терапии и выживаемость. При кахексии менее эффективно действуют ингибиторы контрольных точек иммунитета (ИКТ), терапевтические антитела быстрее исчезают из организма, микросреда опухоли становится иммуносупрессивной. При этом таргетных препаратов, останавливающих кахексию, пока не существует.

Развитие кахексии может зависеть от мутаций в опухоли и ее иннервации, ее может вызывать активность макрофагов, перепрограммированных опухолью. Научная группа под руководством сотрудников KAIST (The Korea Advanced Institute of Science and Technology) предложила механизм вмешательства, нацеленный на ген рецептора GFRAL, который экспрессируется в стволе головного мозга. Этот рецептор принимает сигналы от GDF15 (фактор роста и дифференцировки 15) — его уровень в крови повышен при злокачественных заболеваниях, главным образом потому, что его секретирует опухоль, и коррелирует с прогрессированием рака и плохими исходами. GDF15 передает сигналы исключительно через GFRAL, который экспрессируется только в определенных участках ствола головного мозга. Активация комплекса GFRAL с корецептором RET запускает центральные нейронные цепи, которые стимулируют анорексию, системный катаболизм и в итоге истощение.

Корейские исследователи в экспериментах на мышах заблокировали передачу сигнала GDF15 с помощью антисмыслового олигонуклеотида (АСО), который связывается с мРНК GFRAL, вызывая ее разрушение и, соответственно, исчезновение этого рецептора с поверхности клеток. Их статья опубликована в Cell Reports Medicine.

Авторы статьи создали панель из 16 АСО, нацеленных на экзон 5 гена Gfral (на консервативные последовательности, сходные у человека и мыши, чтобы в дальнейшем облегчить переход в клинику). АСО представляли собой гапмеры — участки ДНК, фланкированные РНК-подобными последовательностями, которые улучшают сродство к мишени и повышают устойчивость молекулы к деградации во внутренней среде организма. В данном случае РНК-участки содержали модификации сахара 2′-O-метоксиэтилом (2′-MOE) и смешанные фосфоротиоатные и фосфодиэфирные связи, как в тоферсене (Ionis Pharmaceuticals/Biogen) — разрешенном препарате против БАС на основе АСО. Связывание такого АСО привлекает фермент РНКазу Н, разрушающую мРНК.

Лучшая молекула-кандидат, A427, в концентрации 50 нМ снизила уровни Gfral в клетках на 43,9% через 24 часа и на 60,9% через 48 часов. Она также была нетоксичной для мышей.

Для экспериментов по предотвращению кахексии были получены мышиные модели рака толстой кишки и поджелудочной железы. Животные страдали от кахексии, при этом в ЦНС активировались нейроны, несущие GFRAL. Этим мышам вводили АСО в желудочки мозга за две недели до имплантации опухолевых клеток и наблюдали за ними в течение четырех недель. Мыши, предварительно обработанные A427, сохранили значительно более высокую конечную массу тела, мышечную массу и силу хвата, чем контрольные группы. (Для измерения силы хвата мышей, держащихся передними лапками за сетку, осторожно тянули за хвост и регистрировали максимальную силу перед отпусканием.) У них уменьшилось количество GFRAL+ нейронов. Введение препарата на третьей неделе после имплантации опухоли, когда кахексия уже начала развиваться, также замедлило потерю аппетита и массы тела.

Мыши, которым вводили раковые клетки внутриюрюшинно, жили дольше, если получали инъекции A427: на 50-й день живы были 90% мышей, тогда как в контроле только 20%.

Авторы сравнили действие A427 и антитела к GDF15 понсегромаба, которое в настоящее время проходит клинические исследования. Регулярные подкожные инъекции антитела тоже предотвращали истощение, но не снижение силы хвата, и только A427 сохранял мышечную массу.

«Хотя существующие методы лечения лишь временно усиливают аппетит, это исследование имеет важное значение, поскольку вмешательство напрямую воздействует на ключевой рецептор в стволе головного мозга на уровне РНК, подавляя основную причину раковой кахексии», — сказал соруководитель исследования профессор Минхо Сонг (KAIST, стартап THOR Therapeutics). Он добавил, что команда планирует продолжить доклинические исследования, наладить производство лекарства и начать клиническую разработку с участием онкопациентов к 2030 году.

Малые молекулы помогают доставить антисмысловые олигонуклеотиды через гематоэнцефалический барьер