Атаксия-телеангиэктазия: лечение митохондриальной дисфункции с помощью никотинамидрибозида (ATNAD)

Атаксия-телеангиэктазия (АТ) — редкое, генетическое, прогрессирующее, ограничивающее жизнь нейродегенеративное состояние, поражающее различные системы организма, приводящее к атаксии, иммунодефициту, респираторным осложнениям и предрасположенности к раку. В настоящее время не существует лекарства от АТ.

За прошедшие годы ряд небольших клинических испытаний с использованием стероидов, антиоксидантов и противовоспалительных средств не увенчался успехом. Естественное течение болезни неуклонно приводит к ранней смерти. АТ создает значительное бремя болезней для отдельных лиц, их расширенных семей и ресурсов здравоохранения. Поскольку паллиативная помощь в настоящее время является единственным вариантом для семей, испытание лечения АТ отвечает неудовлетворенной потребности. Наша группа ранее продемонстрировала убедительные доказательства обратимой митохондриальной дисфункции и предотвратимой гибели клеток в клетках пациентов с А-Т, а также благоприятного воздействия гептаноата (C7), основного метаболита тригептаноина. C7 исправляет дефект передачи сигналов эндоплазматического ретикулума (ER)-митохондрий в AT-клетках и имеет большой потенциал для применения при лечении пациентов. C7 эффективно и безопасно использовался в течение последних 15 лет при врожденных нарушениях метаболизма (IEM), таких как дефекты длинноцепочечных жирных кислот (LC-FAOD).

АТ возникает из-за генетического дефекта, который приводит к дефектной серин/треониновой протеинкиназы, известной как АТМ. Обычно АТМ играет центральную роль в защите генома от повреждений. Становится все более очевидным, что АТМ защищает клетки от окислительного стресса. Этот белок также присутствует вне ядра, где он активируется окислительным стрессом посредством механизма, отличного от повреждения ДНК, что объясняет, почему антиоксиданты играют защитную роль в АТ-клетках в культуре и на животных моделях. Из этих и других исследований становится очевидным, что митохондриальные аномалии характеризуют АТМ, и было высказано предположение, что АТ следует рассматривать, по крайней мере частично, как митохондриальное заболевание.

Мы добавили обоснованность этому утверждению, показав, что клетки с дефицитом АТМ (B3) чрезвычайно чувствительны к ингибированию гликолиза за счет лишения глюкозы по сравнению с контролем (HBEC). Мы также показали повышенную чувствительность к лишению питательных веществ первичных эпителиальных клеток пациентов и иммортализованных клеток пациентов. Мы продемонстрировали, что это было вызвано дефектной сборкой кальциевого канала VDAC1-GRP75-IP3R1 и меньшим количеством точек контакта ER с митохондриями, что было определено с помощью трансмиссионной электронной микроскопии. Это, в свою очередь, привело к снижению высвобождения кальция из ЭР и меньшему его переносу в митохондрии, что является дополнительным доказательством митохондриальной дисфункции в АТ-клетках. Недавно мы завершили клиническое исследование фазы 2A/B по изучению эффективности и переносимости C7 у пациентов с АТ (https://classic.clinicaltrials.gov/NCT04513002).

Никотинамидадениндинуклеотид (НАД+) является важным кофактором многих клеточных ферментов, в том числе тех, которые участвуют в биогенезе и поддержании митохондрий. Никотинамидадениндинуклеотид существует в двух формах: окисленной (НАД+) и восстановленной (НАДН) форме и играет ключевую роль в промежуточном метаболизме, являясь обязательным партнером в многочисленных реакциях окисления/восстановления. Клеточный пул НАД+ и НАДН жестко регулируется посредством тщательного баланса между его биосинтезом и расщеплением ферментами, потребляющими НАД+. Дефицит НАД+ играет роль в механизмах заболеваний, лежащих в основе нарушений репарации ДНК. Повреждение митохондрий и истощение НАД+ являются ключевыми особенностями атаксии-телеангиэктазии.

Мыши с дефицитом АТМ имеют дефицит NAD+ в нейронах, особенно в мозжечке.

Фанг и др. продемонстрировали, что митохондриальная дисфункция при дефиците АТМ связана с ингибированием НАД+/SIRT1. Пополнение НАД+ значительно продлевает продолжительность жизни и улучшает здоровье как червей, так и мышей за счет митофагии и восстановления ДНК. Лечение, восполняющее внутриклеточный НАД+, снижает тяжесть АТ-невропатологии, нормализует нервно-мышечную функцию, замедляет потерю памяти и продлевает продолжительность жизни на обеих моделях животных. Механически, лечение, которое увеличивает внутриклеточный НАД+, также стимулирует восстановление ДНК нейронов и улучшает качество митохондрий посредством митофагии.

Иммунный дефицит часто встречается при АТ, при этом у большинства пациентов наблюдаются гуморальные и клеточные иммунные дефекты, включающие дефицит иммуноглобулина-А, дефицит иммуноглобулина-G2 и иммуноглобулина-G, а также лимфопению с низким количеством общих и наивных CD4-Т-клеток. Около 10% пациентов с классической атаксией-телеангиэктазией имеют гипогаммаглобулинемию с нормальным или повышенным уровнем иммуноглобулина-М и имеют тяжелое течение заболевания. Распознавание чужеродных или неправильно расположенных нуклеиновых кислот является одним из основных способов, с помощью которых иммунная система обнаруживает патогенные объекты. Когда обнаруживается цитозольная ДНК, сигнал передается по пути cGAS-STING.

Клетки с дефицитом АТМ демонстрируют повышенные уровни белков, индуцированных INF, о чем также сообщалось в сыворотке пациентов с АТ. Двойной нокаут генов ATM и STING у мышей ослаблял аутовоспалительные фенотипы, которые еще больше уменьшались, когда у этих мышей также удалялся ген cGAS. Ингибирование пути cGAS-STING улучшает фенотип преждевременного старения в органоидах головного мозга AT. Подобные воспалительные проявления наблюдаются у пациентов с STING-ассоциированной васкулопатией в младенчестве, которая представляет собой аутосомно-доминантную интерферопатию 1 типа.

Две группы изучали прием никотинамидрибозида (NR) в небольших группах пациентов с AT в рамках открытых клинических испытаний с открытым доступом в одной группе. Оба продемонстрировали улучшения по валидированным шкалам атаксии. Наблюдалось улучшение уровня иммуноглобулина G (IgG), изменений в NFlc не отмечалось. Улучшения были потеряны в период вымывания. NR хорошо переносился, о побочных эффектах не сообщалось.

Это одногрупповое открытое клиническое исследование атаксии-телеангиэктазии с целью проверки влияния никотинамидрибозида на масштабы атаксии, иммунную функцию и легкую цепь нейрофиламентов.

Доза будет вводиться в виде пероральных капсул по 25 мг/кг/день, разделенных на 3 приема (максимум 300 мг 3 раза в день). Прием будет осуществляться 3 равными дозами 3 раза в день.

Первичная конечная точка эффективности: улучшение как минимум на ½ стандартного отклонения по ключевым клиническим шкалам, которые включают либо; а) значительное улучшение общих совокупных баллов по шкалам SARA и ICARS и/или б) значительное улучшение любых аспектов шкал SARA и ICARS по отдельности, особенно касающихся; Улучшение осанки и походки, улучшение скорости произнесения слогов и артикуляции, улучшение мелкой моторики.

Вторичные конечные точки включают в себя: Анализ сыворотки легкой цепи нейрофиламентов (Nfl). Эпигенетическая сигнатура интерферона 1 типа (INF), в частности путь cGAS-STING.

Конечные точки безопасности: нежелательные явления, связанные с лечением, рутинные гематологические и биохимические анализы, опросник побочных эффектов эпилепсии у детей (PESQ), регулярные клинические оценки.