Малая молекула как регулятор генной терапии

Одно из фундаментальных ограничений генной терапии: ее зачастую нельзя нормально «дозировать». Ген уже доставлен в клетки, а дальше остается надеяться, что выбранный уровень экспрессии окажется подходящим.

Исследователи Roche и Genentech предложили другой подход. Они разработали RisdiON — генетический переключатель, которым можно управлять при помощи Рисдиплама, уже одобренной малой молекулы для лечения спинальной мышечной атрофии (СМА).

Рисдиплам — модулятор сплайсинга SMN2, гена, кодирующего белок выживания мотонейронов и являющегося терапевтической мишенью при СМА. В RisdiON авторы встроили перед терапевтическим геном модифицированный участок SMN2, чувствительный к препарату. Без рисдиплама пре-мРНК сплайсируется так, что полноценный старт трансляции не формируется - экспрессия остается минимальной. При связывании рисдиплама формируется функциональный старт-кодон и запускается синтез downstream-белка.

⚙️ В этой системе рисдиплам действует как внешний фармакологический регулятор: генетический переключатель доставляется вместе с терапевтической конструкцией, а малая молекула затем управляет его активностью через изменение процесса сплайсинга РНК. Причем система работает не только как ON/OFF: повышение концентрации препарата приводит к постепенному увеличению экспрессии.

🧬 На репортерах авторы не остановились и проверили RisdiON в более прикладных системах. С его помощью удалось дозозависимо регулировать экспрессию Cas9 и, отдельно, CAR-рецепторов против CD19 и BCMA в первичных человеческих T-клетках. По мере увеличения концентрации рисдиплама росли экспрессия CAR и цитотоксическая активность клеток, а при максимальной активации она была сопоставима с обычными CAR-T с постоянной экспрессией рецептора.

🐁 Наконец, систему проверили in vivo. Мышам однократно ввели AAV с RisdiON-конструкцией, после чего экспрессию люциферазы можно было несколько раз включать приемом рисдиплама и снова выключать отменой препарата.

💡 Малая молекула здесь уже не столько самостоятельное лекарство, сколько пульт управления для другой терапевтической модальности. Сам принцип включения гена малой молекулой не нов, но RisdiON объединяет сразу несколько важных преимуществ:
⭐️ управление уже клинически применяемым рисдипламом
⭐️ компактная конструкцию без дополнительного белкового регулятора и чужеродного N-концевого тега
⭐️дозозависимая экспрессия и работа в нескольких терапевтически релевантных системах.
При этом RisdiON показал более широкий динамический диапазон, чем DreAM, а рисдиплам — лучшую клеточную переносимость, чем branaplam, использовавшийся в некоторых предыдущих подходах.

🎯 Для CAR-T это потенциально означает возможность постепенно наращивать активность, делать паузу при токсичности или повторно активировать клетки. Для CRISPR — ограничивать время присутствия Cas9. Для AAV-терапии — менять уровень терапевтического белка уже после введения вектора.

До клиники, конечно, далеко: CAR-T пока проверены только in vitro, а эксперимент с AAV проводился на репортерном белке у мышей. Кроме того, даже у рисдиплама есть побочные эффекты на сплайсинг при высоких концентрациях. Генная терапия постепенно приобретает свойство, которое всегда было преимуществом малых молекул — управляемую дозу.