בראיון זה מסביר ד"ר סוזן ברק את התפקיד ההולך וגובר של אוליגונוקלאוטידים נגד אנטי -סנס (ASOS) בגילוי תרופות למדעי המוח. היא דנה ביתרונות שלהם, באתגרים בממשל, במודלים in vivo ובשיטות להערכת הזמינות הביולוגית בהפרעות במערכת העצבים המרכזית כמו ALS.
האם תוכל בבקשה להציג את עצמך?
אני סוזן בחזרה, מנהלת עמיתים של פרמקולוגיה של מערכת העצבים המרכזית (CNS) במעבדות צ'ארלס ריבר. הרווחתי את הדוקטורט שלי בפרמקולוגיה מאוניברסיטת הלסינקי בפינלנד ומאז ביליתי את 15 השנים האחרונות בפיתוח ועבודה עם מודלים פרה -קליניים למחלות נוירולוגיות כמו מחלת פרקינסון וטרשת רוחבית אמיוטרופית (ALS). בתפקידי הנוכחי, אני מוביל ומפקח על לימודי Preclincal עבור לקוחותינו, ומעסיק in vivo מודלים המסייעים לתוכניות לפיתוח תרופות במדעי המוח, מחלות נדירות, הפרעות לב וכלי דם ואונקולוגיה.
האם אתה יכול לספר לנו קצת על מה הם ASOs, ומדוע הם אופניים טרנדיים בהפרעות במדעי המוח כמו ALS?
ASOS, או אוליגונוקלאוטידים אנטי-סנס הם רצפים קצרים וסינתטיים של DNA חד-גדילי המשנים את ביטוי ה- RNA או השחבור בתהליך התרגום, כאשר קוד גנטי (DNA) משמש לייצור חלבונים. ASOs יכולים להפחית, לשחזר או לשנות את הביטוי של חלבון. לעיתים קרובות, ASOs מתוארים כטיפול גנטי כאשר הם משנים את התרגום, אך התהליכים המעורבים בגילוי התרופות שלהם וב- Menfacture דומים יותר להתפתחות תרופות מולקולות קטנות, מאשר טיפולי גנים מבוססי וקטור ויראליים.
ישנן כמה סיבות לכך שיש עניין הולך וגובר ב- ASOs לטיפול בהפרעות במערכת העצבים המרכזית. ראשית, יש כבר דוגמאות ל- ASOs שאושרו על ידי ה- FDA לטיפול במחלות נדירות, ומראות שהם בטוחים ויעילים. כמו כן, הטבע הסינטטי, העוצב שלהם 'פירושו שניתן למקד אותם לתמליל RNA ספציפי הקשור לגנים הגורמים למחלות. זה הופך אותם לאטרקטיביים במיוחד במחלות בהן יש קשר גנטי חזק, כמו ALS, מחלת הנטינגטון, ומגוון רחב של מחלות נדירות ואולטרה-נדירות.
קרדיט תמונה: natali_mis/shutterstock.com
מה צריך להיות שיקולים מסוימים בעת העברת תוכנית ASO שלך ל in vivo סביבה בשלב הגילוי?
בעת מעבר תוכנית ASO ל- in vivo הסביבה, במיוחד לטיפולי מערכת העצבים המרכזית כמו ALS, הדבר הראשון שיש לקחת בחשבון הוא כמות הראיות התומכות במעורבות היעד במחלה.
עדויות חזקות ל- ALS נובעות לעתים קרובות מצורות משפחתיות של המחלה, בהן מוטציות גנים ספציפיות-למשל בגנים SOD1, C9ORF72, FUS או TDP-43-קשורים ישירות למחלה. תובנות גנטיות אלה עוזרות להנחות את הבחירה שלנו במודלים פרה -קליניים וקריאה בשלב הפרמקולוגיה.
כמו כן, חיוני לתעדף את המחקרים שיעבירו את תוכנית גילוי התרופות קדימה בצורה יעילה ככל האפשר. ALS היא מחלה בה הזמן הוא המהות, ולכן עלינו להתמקד במחקרים שעוזרים לנו להימנע מעיכובים מיותרים.
עבור תוכניות ASO, קריאות פרמקודינמיות – בין אם ה- ASO מוביל להשפלה, אפנון שחבור או השפעות יעד אחרות – הם המפתח. עם זאת, האופן בו אנו מיישמים קריאות אלה יכול להיות שונה בין תוכניות, והערכות בטיחות מוקדמות, כמו חלוקה ביולוגית והשפעות חיסוניות, יכולות לעזור לייעל את התהליך,
האם יש מגבלות למודלים של בעלי חיים?
כן, בהחלט יש מגבלות. בעוד שמודלים של בעלי חיים הם קריטיים להבנת מנגנוני מחלות ובדיקת גישות טיפוליות, הם לא תמיד מחקים באופן מלא את המצב האנושי.
עבור ALS, למשל, אפילו מיטב המודלים של בעלי החיים עשויים לא לתפוס את כל המורכבות של המחלה כפי שהיא מתרחשת בחולים. המגבלות יכולות להיות תרגומיות, כלומר תוצאות ממחקרי בעלי חיים לא תמיד מנבאים את מה שנראה בניסויים בבני אדם. בגלל זה, יש עניין הולך וגובר בבסיס אנושי בַּמַבחֵנָה מודלים, למשל, מודלים תאים הנגזרים מ- IPSC, במיוחד במצבים מסוימים שבהם מודלים של בעלי חיים עשויים שלא להיות רלוונטיים. האתגר הוא איזון בין מודלים שונים אלה כדי להבטיח שנקבל את הנתונים המדויקים והחזויים ביותר כאשר אנו מקדמים טיפולי ASO, כדי להפחית את שיעורי הכישלון ולקבל טיפולים משנים חיים לחולים מהר יותר.
אילו שיקולים צריך לבצע ביחס למתן ASOs להפרעות במדעי המוח?
הבדל מפתח אחד בין תרופות מולקולות קטנות ל- ASOS הוא ש- ASOs אינם חוצים בחופשיות את מחסום מוח הדם. המשמעות היא שלא ניתן לתת אותם באופן שיטתי, למשל בפורמט גלולה שנלקח דרך הפה, הם צריכים להיות מנוהלים ישירות ל- CNS. מבחינה קלינית הדרך הנפוצה ביותר לעשות זאת היא הזרקה intrathecal, הזרקה לחלל סביב חוט השדרה. שיטה זו ניתנת לתרגום מאוד, כלומר במחקרים במודלים של בעלי חיים אנו יכולים להשתמש באותה שיטה שתשמש במרפאה בקרב חולים.
שיטות ניהול אחרות נבדקות גם הן, למשל, מציידות ASO לנוגדן כדי לאפשר הובלה דרך מחסום מוח הדם. הפרעה במחסום מוח הדם עם אולטרסאונד ממוקד משמשת גם למתן טיפול גנטי במרפאה, וזה דבר שאנו יכולים להשתמש בהם גם במודלים של בעלי חיים, במחקרי גילוי תרופות ובטיחות.
איך מעריכים את ההפצה והזמינות הביולוגית של ASOS in vivo?
ישנן כמה שיטות מבוססות לכך. כדי למדוד את התפלגות ASO ברקמות CNS, אנו משתמשים לעתים קרובות בניתוח רקמות ואחריהן טכניקות כמו ספקטרומטריה של כרומטוגרפיה נוזלית-מסה, ELISA הכלאה או QPCR, המאפשרים לנו לכמת את רמות ה- ASO באזורי מוח שונים.
גישה שימושית נוספת היא מיקרו -דיאליזה, טכניקת דגימת מיקרו חוזרת המשמשת במודלים של בעלי חיים, שיכולה לאפשר מדידה של ריכוזי ASO בפלזמה ובנוזל מוחי (CSF). עם זאת, חשוב לזכור ש- ASOs פועלים על יעדים תוך -תאיים ולכן מדידה של ASOs בלתי מוגבלים בנוזלים אלה עשויה להיות לא הטכניקה המדויקת ביותר. לקבלת מבט מקיף יותר, אנו יכולים להשתמש בהדמיית PET עם ASOs עם תווית רדיו כדי לעקוב אחר התפוצה שלהם בבעלי חיים חיים. הדמיית חיות מחמד מאפשרת גם מדידה חוזרת ונשנית ולכן מעקב אחר הפצה וזמינות ביולוגית לאורך זמן.
האם תוכל להגיב על מחצית החיים של ASOs ברקמות CSF ו- CNS אצל בעלי חיים וחולי ALS?
מחצית החיים של ASOs יכולה להשתנות באופן משמעותי בהתאם לכימיה ובעמוד השדרה שלהם. לדוגמה, במחקרים הכרוכים ב- SOD1 ASOS, ראינו השפעות נפילות שנמשכות עד שמונה שבועות לאחר הזרקה אינטראטקאלית יחידה. במקרה אחר, עם מודל העכבר C9ORF72, נצפו השפעות הפילה עד 24 שבועות לאחר שתי זריקות. באופן כללי, ההשפעות הטיפוליות שלהם נמשכות הרבה יותר ממולקולות קטנות, וזה מועיל מאוד לחולים.
על סוזן בחזרה 
ד"ר סוזן גב השיגה את הדוקטורט שלה בפרמקולוגיה מאוניברסיטת הלסינקי, שם חקרה מחלות CNS באמצעות מודלים של מכרסמים כדי להעריך טיפולים חדשים וסמנים ביולוגיים. לאחר מכן בילתה שלוש שנים כחוקרת פוסט-דוקטורט במכון הלאומי לשימוש בסמים, NIH, בפיתוח מודלים של מחלות במכרסמים ובמערכות מבוססות תאים. לאחר שעבדה בגילוי תרופות של מערכת העצבים המרכזית באוריון פארמה, היא הצטרפה לנהר צ'ארלס בשנת 2021. כעת היא מובילה צוות המתמחה במודלים פרה -קליניים in vivo ופרמקולוגיה, ותומכת במאמצי גילוי תרופות במערכת העצבים המרכזית ובמחלות נדירות.
על מעבדות נהר צ'רלס
בנהר צ'ארלס אנו נלהבים מתפקידו בשיפור איכות חייהם של האנשים. הצוות המסור שלנו של מדעני קרו מדעי המוח הפרה -קליניים רוצה את אותו הדבר כמוך: למצוא תרופה למחלות הרסניות של מערכת העצבים המרכזית. ממחקר בסיסי ועד אישור רגולטורי, יש לנו את המדע המוביל, מגוון השירותים והגישה השיתופית הדרושה לך כדי לגלות ולפתח טיפולים חדשים.
אנו מבינים את האתגרים והמורכבות בחיפוש אחר טיפולים פוטנציאליים להפרעות נוירולוגיות. השילוב של שירותי גילוי התרופות המקיפים למדעי המוח שלנו ומומחיות תומך ביצירת פתרונות הניתנים להתאמה אישית, חדשניים ויעילים למחקר שלך. צוות מדעי המוח שלנו ממשיך לבסס את הרלוונטיים ביותר בַּמַבחֵנָה וכן in vivo מודלים ומבחנים של מחלות נוירולוגיות חריפות וכרוניות כדי לעזור לשותפינו לזהות ולבדוק תרכובות חדשות בתחום מאתגר זה.
