天使综合征的治疗方法

天使综合征的治疗方法

天使综合征的治疗领域正在发生很多事情。下面的图表显示了目前在寻找治疗方法和可能治愈 天使综合征的工作中取得的进展以及相关人员。


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天使综合征的治疗方法

有四种广泛的治疗策略——基因治疗、重新激活、通路干预和对症治疗下面,您将找到每种类型的解释、治疗方法以及一些优缺点。

基因治疗

基因疗法是使用工程病毒将缺失的基因 UBE3A 直接传递到适当细胞类型的过程。这通常使用腺相关病毒 (AAV) 来完成,该病毒常用且非常安全,但也可以使用慢病毒来完成。到目前为止,所有正在考虑的方法都在使用 AAV。 

这个怎么起效

当 AAV 用于传递基因时,编码 UBE3A 的 DNA 被放置在圆形 DNA 片段上并包装成病毒颗粒,称为衣壳。病毒衣壳包含非常少的病毒信息,但它携带带有 UBE​​3A 的 DNA。病毒衣壳找到细胞并感染它(或 转导)并将环状 DNA 传递给细胞。然后细胞可以使用环状 UBE3A DNA 产生更多的 RNA 和更多的 UBE3A 蛋白。蛋白质是最重要的。 

这种方法的困难包括我们如何将 AAV 病毒衣壳传递给大脑中的每个神经元?我们如何每个细胞只得到一个病毒衣壳?AAV 的许多单独衣壳可以转导同一个细胞,并且每个衣壳都提供一个圆形 UBE3A DNA 片段。太多的 UBE3A 可能是一件坏事。此外,使用称为启动子的信号读取(即转录)UBE3A DNA,该启动子也在DNA环中编码。这个启动子信号决定了每个 DNA 环最终产生了多少 UBE3A 蛋白。如果启动子很强,会产生过多的 UBE3A,并且一次细胞中的圈数过多会很糟糕。然而,如果启动子太弱,只得到一个圆拷贝的细胞可能没有足够的 UBE3A。取得平衡——每个细胞的圈数和每个圈产生的 UBE3A 的数量是棘手的。让大脑中尽可能多的细胞圈起来也很困难。 

PTC、UPenn、UNC 和 Bamboo/Pfizer 目前正在寻求这种类型的治疗方法。

重新激活

重新激活原理如下: 在染色体的15q11-13区段与父方来源Ube3a基因反向的位点会表达一个非编码RNA,该非编码RNA会一直产生覆盖父方来源Ube3a基因的部分,导致父方来源Ube3a基因无法正常表达,这一机制就是生物体用来在大脑中关闭父方来源Ube3a基因表达的方式。从这一机制出发,通过减少 Ube3a-ATS 的数量,从而激活父方来源Ube3a基因的表达,便是目前天使综合征的一个干预策略。 拓扑异构酶的抑制剂能够阻断抑制父方来源Ube3a基因表达的Ube3a-ATS的产生,从而使得被沉默的父方来源Ube3a基因能够表达,但是拓扑异构酶抑制剂本身对人体的毒性也很大。 ASO干预策略为将可与Ube3a-ATS 进行配对结合的ASO导入细胞核中,在形成双链 RNA后,RNase H 会对其进行切割,被切割的片段会被降解,从而达到抑制 Ube3a-ATS 的目的,解除Ube3a-ATS对父方来源染色体中Ube3a的抑制。这类疗法药效时间短,患者需要持续接受注射治疗。 此外,shRNA、miRNA、核酶和 siRNA 等基于RNA 的疗法也能够实现抑制Ube3a-ATS的表达,解除Ube3a-ATS对父方来源染色体中Ube3a的抑制。 Mark J. Zylka实验室的研究证实通过CRISPR-Cas9系统靶向位于Ube3a-ATS基因3’端的Snord115基因可有效激活神经元中父方来源Ube3a基因的表达。

使用拓扑异构酶抑制剂重新激活
ASF 资助的 Ben Philpot (UNC) 研究 首先表明, 使用拓扑异构酶抑制剂可以在小鼠中打开 Ube3a 的父本拷贝这些药物与 UBE3A-ATS 火车轨道结合,并在许多不同的地方停止火车。拓扑异构酶抑制剂也会阻止基因组中的其他“列车”,因此它们不是 天使综合征特异性的。拓扑异构酶抑制剂是化疗药物,这意味着它们可能会引起一些不良副作用。一些公司可能会继续采用这种方法。还有其他类型的小分子药物可能会减少 UBE3A-ATS 并以我们尚不了解的方式激活 UBE3A。 

Ionis、Roche(罗氏) 和 GeneTx/Ultragenyx 目前正在使用反义寡核苷酸 (ASO) 进行再激活。
这两种药物使用 UBE3A-ATS 序列特异性结合 RNA。他们非常针对 UBE3A-ATS。它们导致神经元中的机器切割 RNA,然后导致 UBE3A-ATS 列车脱轨。避免崩溃并恢复 UBE3A!这些药物不能穿过血脑屏障,因此需要注射到脑脊液 (CSF) 中。一剂可以持续几个月,但治疗需要重复注射。 

其他重新激活

shRNA、miRNA、核酶和 siRNA 的方法也是 RNA 切割器,可以完成与 ASO/LNA 相同的任务。
他们可以在 RNA 中一个非常特定的位置创建一个切口,这取决于它们的序列。这将使 UBE3A-ATS 列车脱轨。不过,他们在牢房中使用不同的机器进行切割。shRNA、miRNA 和 siRNA 使用细胞中存在的蛋白质进行切割。shRNA 和 miRNA 可以通过将它们放在环状 DNA 上并将它们包装在 AAV 衣壳中来传递,就像基因治疗一样。siRNA 是由细胞中的 shRNA 和 miRNA 制成的最终产物。它们需要像 ASO 一样通过注射到脑脊液中来输送。 

核酶是可以自我切割的 RNA——细胞中不需要额外的机器。Stormy Chamberlain 的实验室 (UConn Health) 与 Steve Gray 和 Ryan Butler (UT-Southwestern) 合作正在探索这些方法,但它们仍处于研究的早期阶段。很难知道这些中的任何一个是否会像 ASO/LNA 一样有效,但如果可以,它们可以为 AS 提供一劳永逸的治疗方法。因为它们只激活父系 UBE3A,所以制造过多 UBE3A 的机会很小。 

使用 CRISPR/Cas9
重新激活 CRISPR 重新激活利用细菌蛋白、Cas9 和靶向 UBE3A-ATS DNA 的小 RNA 来物理阻断 UBE3A-ATS 序列并避免碰撞。 Mark Zylka 的团队正在推行这一策略这需要在 AAV 病毒衣壳中递送 Cas9 蛋白和 RNA。 

这种方法的一个挑战是 Cas9 是一种外源蛋白,目前尚不清楚免疫系统将如何对其作出反应。全球有很多人试图使用 CRISPR 作为一种治疗方法,因此正在解决这个问题。另一个挑战是最广泛使用的 Cas9 太大而无法放入 AAV 载体中。这可以通过较小版本的 Cas9 来克服——有一些版本存在。这也代表了恢复 UBE3A 表达的一劳永逸的永久解决方案。 

对于所有这些激活策略,它必须考虑如何影响 UBE3A-ATS 的其他部分。UBE3A-ATS 位于一个非常长的 RNA 的末端,这使得许多其他 RNA 对其他事情很重要,包括 小胖威力综合征。其中一些 RNA 的功能未知,目前尚不清楚是否可以减少所产生的 RNA 的数量。

通路干预

可能有一些方法可以解决天使综合征神经元中的特定缺陷,而无需确切知道它可能如何有助于缓解 天使综合征症状。其中一个例子是 OV101,它正在由 Ovid Therapeutics 进行试验。 

OV101 改善天使综合征神经元的强直抑制。众所周知,这是基于美国天使综合征基金会资助的天使综合征小鼠模型研究的缺陷。OV101 最初是一种用于帮助解决睡眠问题的药物,被发现非常安全。因为该药物是安全的,并且因为它有望纠正已知的天使综合征神经元缺陷,所以它已经在天使综合征患者身上进行了试验,目前正处于 天使综合征的 3 期临床试验中目前尚不清楚 天使综合征中哪些症状正在得到改善,但医生们发现服用该药物的个体有所改善。这不是治愈方法,但可能是管理天使综合征多种症状的有用工具。随着时间的推移,我们将发现接受 OV101 治疗或长期接受 OV101 治疗的年轻患者是否能提供比迄今为止更多的益处。 

学术实验室的未来研究将继续寻找小鼠或人类神经元中被破坏或特定缺陷的途径,并寻求找到解决这些特定途径/缺陷的治疗方法。

对症治疗

这种方法针对解决特定症状的药物。最好的例子是癫痫药物。在所有癫痫发作都用一种副作用很小(如果有的话)的药物得到很好的控制之前,将继续寻找更好的癫痫发作药物。 

目前,Sage Therapeutic 的化合物 SAGE-324 正在针对癫痫发作和肌阵挛进行研究。

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