O salto de éxon é uma das principais abordagens terapêuticas para a distrofia muscular de Duchenne (DMD), uma doença progressiva de atrofia muscular causada por variantes patogênicas no gene DMD que normalmente interrompem a estrutura de leitura da tradução. Essa abordagem visa modular o splicing do pré-mRNA do DMD para reformular o transcrito e gerar uma proteína quase-distrofina com deleção interna, mas parcialmente funcional. Saber mais: O que é salto de exon?
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A eficácia clínica das terapias de exclusão de éxons aprovadas pelo FDA é muito limitada.
O estudo mencionou quatro terapias de exclusão de éxons aprovadas pelo FDA e afirmou claramente que sua eficácia clínica é bastante limitada. Para investigar como o momento do tratamento afeta os resultados do salto de éxon, este estudo científico envolveu a injeção de conjugados de oligonucleotídeo morfolino fosforodiamidato peptídico (PPMO) para salto de éxon em camundongos mdx deficientes em distrofina, a partir dos estágios adulto (12 semanas) ou idoso (75 semanas), e a coleta de tecido muscular tibial anterior para análises bioquímicas e transcriptômicas.
Em indivíduos afetados por DMD, iniciar terapias de exclusão de éxons precocemente aumenta sua eficácia.
A média de splicing alternativo do éxon 23 do gene Dmd foi de 79% em adultos e 44% em camundongos mdx idosos tratados com PPMO, enquanto a restauração da proteína distrofina foi de 35% e 8%, respectivamente. As melhorias histopatológicas foram evidentes apenas nos camundongos adultos tratados. O tratamento com PPMO em camundongos mdx adultos induziu uma ampla mudança transcriptômica em direção a uma assinatura do tipo selvagem, enquanto o tratamento em camundongos idosos resultou em alterações insignificantes na expressão gênica, indicando que a intervenção tardia é ineficaz para reverter as patologias associadas à doença, apesar da restauração de baixo nível da distrofina. O desequilíbrio transcricional da distrofina foi corrigido apenas em camundongos mdx tratados na fase adulta. O aumento da expressão do microRNA miR-31-5p, que reprime a distrofina e apresentou regulação positiva mais acentuada no músculo de camundongos mdx idosos, fornece uma possível explicação mecanística. Em conclusão, o splicing alternativo de éxons mediado por PPMO é substancialmente mais eficaz quando iniciado em músculos distróficos adultos do que em músculos de indivíduos idosos, o que justifica a intervenção terapêutica precoce em indivíduos afetados por DMD. >> Saber mais: População potencial de Duchenne passível de salto de exon
As terapias para DMD aprovadas pelo FDA têm eficácia limitada e são muito caras.
Nos últimos anos, houve um progresso substancial no campo das terapias experimentais para a DMD (distrofia muscular de Duchenne). Diversas estratégias têm sido empregadas para restaurar a distrofina. Por exemplo, o splicing alternativo mediado por oligonucleotídeos antissenso (ASO) pode ser utilizado para modular o splicing alternativo de forma a restaurar a estrutura de leitura da tradução da distrofina. Quatro desses fármacos oligonucleotídicos antissenso receberam aprovação acelerada nos EUA (FDA) para o tratamento de meninos com DMD (Eteplirsen, Viltolarsen, Golodiresen e Casimersen). Embora seja uma grande conquista para a comunidade de pesquisa e pacientes com DMD, a restauração da distrofina alcançada por esses compostos é mínima e de benefício clínico questionável.
Da mesma forma, a FDA aprovou a primeira terapia gênica para DMD (Elevidys) em 2023, apesar de não ter atingido seu objetivo clínico em um ensaio de Fase 3. Além disso, a segurança da Elevidys (e das terapias gênicas baseadas em vírus adeno-associados em altas doses, em geral) tem sido questionada após múltiplas mortes de pacientes. Descubra mais: Por que o Elevidys não foi aprovado pela Agência Europeia de Medicamentos (EMA)?
Qual a diferença entre PMOs e PPMOs?
A geração atual de oligonucleotídeos antissenso (ASOs) para exclusão de éxons é composta inteiramente por oligonucleotídeos fosforodiamidatos morfolino (PMOs). Essa estrutura química não ocorre na natureza e é amplamente considerada segura. No entanto, a administração de PMOs ao músculo esquelético (e especialmente ao cardíaco) é muito limitada, o que motivou a busca por moléculas que auxiliem na administração e possam potencializar sua atividade. Os cientistas têm explorado extensivamente o uso de PMOs conjugados a peptídeos (PPMOs) para tais fins. Os PPMOs são muito mais potentes do que os PMOs não conjugados e exibem atividade de exclusão de éxons no tecido cardíaco. Atualmente, as PPMOs estão sendo desenvolvidas comercialmente pelas empresas PepGen Ltd e Entrada Therapeutics. Da mesma forma, as empresas Avidity Biosciences e Dyne Therapeutics estão desenvolvendo terapias com anticorpos anti-PMO e fragmentos PMO-FAb para DMD. Ler mais: Terapias de salto de exon de última geração
O que é um rato MDX e quais são as suas características?
O camundongo mdx é o modelo murino mais comumente usado para DMD, que possui um códon de terminação prematura no éxon 23 do gene Dmd, cuja omissão resulta em uma distrofia muscular ligada ao cromossomo X que exibe alguns aspectos da patologia da DMD. Neste estudo, os cientistas realizaram anteriormente uma variedade de análises ômicas neste rato, com foco nos efeitos das terapias de restauração da distrofina, incluindo expressão gênica/microarray de microRNA, RNA-Seq de pequenos RNAs e proteômica baseada em espectrometria de massa de alta resolução.
Eficácia das terapias de restauração da distrofina
A quantidade total de distrofina restaurada.
É amplamente aceito que quanto mais distrofina puder ser restaurada, melhor. Diversas evidências sugerem que níveis de distrofina saudável em torno de 10% representam um limiar razoável para benefício terapêutico.
A qualidade da distrofina foi restaurada.
A correção do splicing por exclusão de éxons e as terapias gênicas com microdistrofina dependem da geração de proteínas quase-distrofina com deleções internas, semelhantes às encontradas em alguns pacientes com distrofia muscular de Becker e associadas a patologia leve. No entanto, é improvável que essas pseudodistrofinas compensem totalmente a perda da proteína distrofina completa. Há um crescente reconhecimento de que as distrofinas completas são desejáveis, o que representa um desafio, visto que o tamanho da ORF da distrofina (~11 kb) excede a capacidade de empacotamento dos vetores AAV (~4,6 kb). A restauração da distrofina de comprimento total foi demonstrada em participantes de ensaios clínicos humanos tratados com terapia de exclusão de éxon para tratar a duplicação do éxon 2 da DMD. Além disso, existem vários outros esforços para desenvolver estratégias de administração de distrofina de comprimento total usando abordagens de vetor dividido ou vetores com maior capacidade de empacotamento.
Localização correta da distrofina no sarcolema.
Este estudo demonstrou que a distribuição uniforme da proteína distrofina ao longo do sarcolema dentro de uma miofibra é um importante determinante do sucesso terapêutico. Notavelmente, o tratamento com conjugados de PPMO para o salto de éxons induziu um padrão uniforme de cobertura de distrofina no sarcolema (mesmo em baixas doses), enquanto a deleção de éxons mediada por CRISPR-Cas9 resultou em um padrão irregular de distribuição da distrofina. Esta é uma observação importante, visto que a cobertura incompleta de distrofina no sarcolema provavelmente será insuficiente para impedir a renovação da miofibra e corrigir a patologia da doença.
Momento ideal para o início do tratamento.
O início precoce de terapias de restauração da distrofina pode ser benéfico para prevenir ou retardar a degeneração patológica do músculo. No entanto, para terapias de aplicação única, como a terapia gênica com microdistrofina ou a correção gênica mediada por CRISPR-Cas9, o número de núcleos corrigidos será progressivamente diluído à medida que mionúcleos não corrigidos forem adicionados às miofibras como consequência do crescimento e da regeneração.
Neste estudo, os cientistas avaliaram a eficácia do splicing alternativo de éxons utilizando conjugados de oligonucleotídeos antisense PPMO quando o tratamento foi iniciado nas fases adulta e idosa. Esses dados corroboram a ideia de que o tratamento precoce pode ser benéfico no tratamento da DMD.
As terapias de exclusão de éxons também podem ser implementadas como parte de uma terapia combinada.
A terapia de exclusão de éxons poderia ser iniciada em meninos jovens com DMD (distrofia muscular de Duchenne) com o objetivo de manter a função muscular até uma idade em que o tratamento com terapia gênica seja seguro e apropriado. De fato, evidências pré-clínicas apoiam um efeito sinérgico da combinação do splicing alternativo mediado por PMO com o splicing alternativo mediado por AAV-U7 ou com a terapia gênica com AAV-microdistrofina. Este estudo contribui para o debate sobre o momento apropriado para iniciar a terapia de splicing alternativo em pacientes com DMD. As evidências dos dados pré-clínicos apresentados neste estudo apoiam a ideia de iniciar a terapia de exclusão de éxons em idade precoce, antes do estabelecimento de patologias teciduais avançadas.
