O caminho para lidar com os casos atualmente intratáveis ​​de fibrose cística é alcançável

Uma pequena molécula induz a leitura de mutações sem sentido de CFTR de fibrose cística

Um medicamento especulativo relatado em Natureza das Comunicações recomenda que um “caminho é claramente alcançável” para lidar com casos atualmente intratáveis ​​de doença de fibrose cística desencadeada por anomalias de lixo. Trata-se de cerca de 11 por cento dos indivíduos com fibrose cística, juntamente com indivíduos com várias outras doenças hereditárias, incluindo distrofia muscular de Duchenne, β-talassemia e também vários tipos de células cancerosas, que também são desencadeadas por anomalias de lixo.

O medicamento é uma partícula minúscula com um dispositivo único de atividade, afirma David Bedwell, Ph D., e também Steven Rowe, MD, MSPH, co-escritores seniores. Bedwell é professor e também presidente do Departamento de Bioquímica e de Genética Molecular da University of Alabama em Birmingham, e Rowe também é professor do Departamento de Medicina da UAB.

Para compreender como uma anomalia de lixo desencadeia doenças - e também como a medicação especulativa funciona para controlar a anomalia - é necessário considerar o equipamento orgânico que produz proteínas saudáveis ​​dentro de uma célula.

Uma proteína saudável é uma cadeia de milhares de aminoácidos que depois se dobra até sua forma correta e também se transfere para sua área correta para executar sua característica. A cadeia é feita, link por web link, por ribossomos que verificam uma série de RNA transportador continuado da proteína saudável. Essa série informa qual dos 20 vários aminoácidos incluir em cada link da web, um de cada vez.

Na doença fibrose cística, as anomalias influenciam a proteína CFTR saudável que opera na área de superfície das células pulmonares para controlar a circulação de água para a mucosa. Um CFTR defeituoso ou ausente desenvolve muco extremamente pegajoso que permite infecções nos pulmões. Uma anomalia genética que se altera entre as bases de nucleotídeos do RNA transportador pode criar um aminoácido impreciso para ser colocado na cadeia protéica saudável, mudando sua característica. Os códons de descontinuação precoce de lixo que Bedwell e também o estudo de pesquisa de Rowe criam vários problemas - a anomalia obriga o ribossomo a interromper a síntese de proteínas saudáveis ​​no meio do caminho, produzindo uma proteína saudável insuficiente. Além disso, desencadeia a degeneração de mRNA mediada por nonsense.

Assim, Bedwell, Rowe e também associados pretendiam localizar substâncias de pequenas moléculas que certamente fariam o ribossomo navegar pelo lixo prematuramente sair da anomalia, permitindo que o ribossomo procedesse à síntese completa da proteína saudável. Eles pretendiam localizar representantes de leitura que tenham um dispositivo exclusivo e também funcionem muito melhor do que os existentes, como os antibióticos aminoglicosídeos, que têm eficácia inadequada.

Os cientistas usaram células de rato que arrastaram uma genética customizada de um camarão de profundidade para verificar milhares de incontáveis ​​substâncias. A genética inscreve a luciferase NanoLuc, mas com um ajuste para posicionar um códon de descontinuação precoce no gene intermediário. Uma minúscula partícula que aciona o ribossomo para ler através do abandono precoce certamente geraria luciferase não danificada, tornando o brilho das células com intensa luminescência.

A genética desse repórter de imprensa permitiu que um grupo da Southern Research checasse 771,345 substâncias, utilizando testes de alto rendimento. Das 180 substâncias que revelaram a tarefa de leitura, a minúscula partícula SRI-37240 foi uma das mais enérgicas.

Os pesquisadores descobriram que o SRI-37240 trouxe de volta a característica da genética humana CFTR com anomalias de códon de descontinuação precoce, conforme verificado em sociedades de células de ratos. Aumentou consideravelmente a quantidade de proteína saudável CFTR e também aumentou um pouco a quantidade de RNA transportador de CFTR. Um aminoglicosídeo chamado G418 é conhecido por ajudar na leitura das anomalias do códon precoce, e também os cientistas descobriram que SRI-37240 e também G418 agiram sinergicamente para trazer de volta a característica CFTR.

Eles descobriram que SRI-37240 gera um longo prazo nos códons de parada do RNA transportador e também evita a descontinuação da síntese de proteínas saudáveis ​​nos códons de descontinuação precoce, sem aumentar a leitura nos códons de descontinuação regulares descobertos na série final de codificação de proteína no RNA transportador .

As drogarias fabricavam 40 subprodutos do SRI-37240 e também um, o SRI-41315, era muito mais potente e também revelava funções físico-químicas muito melhores. Em linhas de células humanas com a genética repórter NanoLuc, SRI-41315 revelou uma eficácia de leitura muito maior do que SRI-37240, e também SRI-41315 agiu sinergicamente com G418.

Os complicados ribossômicos consistem em proteínas ribossômicas saudáveis ​​e também várias outras proteínas saudáveis ​​que funcionam como variáveis ​​de descontinuação, variáveis ​​de tradução e também variáveis ​​de degeneração de mRNA mediadas por nonsense. Os cientistas analisaram a riqueza de 7 dessas proteínas saudáveis ​​e também descobriram que o SRI-41315 reduziu consideravelmente um aspecto de descontinuação isolado chamado eRF1, por meio de um caminho dependente da degradação do proteassoma. Este dispositivo único, na verdade, nunca foi visto por um representante da medicina.

Para prever a eficácia científica da fibrose cística, os cientistas verificaram as principais células epiteliais brônquicas humanas que tinham códons de descontinuação precoce de CFTR endógenos. Nem o SRI-37240 nem o SRI-41315 isoladamente aumentaram o recurso CFTR, mas o SRI-41315 junto com o G418 revelou um aumento considerável no recurso.

Isso é progressão, Bedwell e também o estado de Rowe, mas os obstáculos continuam a ser. Infelizmente, ambas as substâncias tiveram um resultado não saudável na condutância iônica moderada pela rede de sal epitelial, que restringe o crescimento em seu tipo existente como uma terapia para fibrose cística. O resultado de readthrough atualmente reconhecido de aminoglicosídeos é adicionalmente restrito, uma vez que esses antibióticos não trazem de volta os graus restauradores de CFTR, e também devem ser administrados por via intravenosa e também podem ser prejudiciais.

Bedwell e Rowe afirmam que é muito mais provável que vários representantes exclusivos com vários sistemas de atividade serão necessários para fornecer uma ação clinicamente impactante. Eles concluíram, “Embora mais química medicinal seja necessária para identificar compostos de leitura que impactam ao máximo a função CFTR sem efeitos indesejáveis ​​fora do alvo, os resultados apresentados aqui sugerem que este caminho é claramente alcançável”.

Os co-autores do estudo de pesquisa, "Uma pequena molécula que induz a leitura translacional de mutações sem sentido CFTR pela depleção de eRF1", são Jyoti Sharma, Departamento de Medicina da UAB, e também Ming Du, Departamento de Bioquímica da UAB e Genética Molecular.

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