Oligonukleoid.

Egy fiatal szegedi kutató, Pajer Krisztián segít nekünk az SMA kutatások bemutatásában.

Antiszensz oligonukleotidokkal az SMA betegség ellen

A spinalis muscularis atrophia egy autoszómális recesszív módon öröklődő betegség. A betegség

kifejlődése során a gerincvelő mellső szarvában található mozgató idegsejtek (motoneuronok)

elpusztulnak, amely a végtag- és törzsizmok atrophiáját eredményezi. Frank Bennett, az Isis

Pharmaceuticals cég egyik vezető kutatója 8 éves kitartó kutatómunkával jutott el oda, hogy az

FDA engedélyezze az antiszensz oligonukleotidok kipróbálását humán kísérletekben. Munkáját

szoros együttműködésben végezte akadémiai kutatócsoportokkal.

Az SMA genetikai háttere

Az SMA betegség oka, hogy az SMN1 génen olyan mutáció következik be, amely megakadályozza,

hogy a génről funkcióképes SMN fehérje képződjön. Azonban a humán genomban található egy az

SMN1 génnel majdnem teljesen megegyező gén, az SMN2. Az eltérés a 2 gén között csupán 11

nukleotid. Az egyik ilyen nukleotid eltérés a 7. exonon található, ahol az egyik citozin helyett timin

van. Ez az egy nukleotid eltérés okozza azt, hogy az SMN2 gén 7. exonja nem kerül bele az érett

RNS-be. Ennek hiányában azonban működőképes fehérje nem készülhet, csak az esetek kis

százalékában, amely azonban nem tudja kompenzálni az SMN1 génről készülő funkcióképes

fehérjék hiányát. Azonban az antiszensz oligonukleotidok alkalmazása lehetővé teszi, hogy az

SMN2 gén 7. exonja is belekerüljön az érett mRNS-be és így működőképes fehérje készüljön.

Antiszensz oligonukleotidok

Az antiszensz oligonukleotidok képesek RNS-ekhez kötődni, így megakadályozhatják az adott RNS

degradációját, különböző fehérjék kötődését és/vagy az RNS konformáció változását. Az antiszensz

oligonukleotidokon különböző kémiai módosításokat lehet elvégezni, melynek következtében

ellenállóvá és stabillá válnak a különböző bontóenzimek (nukleázok) ellen.

Normál körülmények között nem képesek átjutni a vér-agy gáton, ezért az állatkísérletek során a

agy-gerincvelői folyadékba fecskendezve alkalmazzák őket. A befecskendezést követően az

antiszensz oligonukleotidokat a központi idegrendszerben található neuronok, asztrociták, és

mikroglia sejtek képesek felvenni.

Antiszensz oligonukleotidok az SMA ellen

Miután sikerült bizonyítani, hogy az antiszensz oligonukleotidokat képesek felvenni a központi

idegrendszer sejtjei, elkezdődőtt olyan antiszensz oligonukleotidok kifejlesztése, amellyel el lehet

érni, hogy az SMN2 génről több funkcióképes fehérje készüljön. A módosítások hatására sikerült

elérni, hogy az SMA-ban szenvedő egerek SMN2 génről készülő érett RNS-ébe a 7. exon is

belekerüljön (1. kép). Az ezt követő morfológiai vizsgálatok pedig bizonyították, hogy az antiszensz

oligonukleotid kezelés késleltette a motoneuronok pusztulását és növelte az egerek túlélési idejét.

1 kép Antiszensz oligonukleotid hatásmechanizmusa

Ha a hnRNP elnevezésű fehérje köt a pre-mRNS-hez, akkor a 7. exon nem tud belekerülni az érett

mRNS-be és nem készül működőképes fehérje. Ha az antiszensz oligonukleotid kötődik az SMN2

génről készült pre-mRNS-hez, akkor a kötődéssel megakadályozza, hogy a hnRNP fehérje

kapcsolódjon a pre-mRNS-hez. Ezáltal a 7. exon bele tud kerülni az érett mRNS-be, így megnő az

esélye, hogy működőképes fehérje készüljön az SMN2 génről. Az ábra az alábbi forráson alapul:

Rigo F. et al. J. Cell Biol. 2012, 199:21-25.

Humán klinika kísérletek

Az FDA engedélyt adott, hogy humán klinikai kísérletek is elinduljanak. Jelenleg az I. fázisban tart

az antiszensz oligonukleotidok kipróbálása. A kísérlet ISIS SMNRx néven fut.

Pajer Krisztián

Forrás: http://jcb.rupress.org/content/199/1/21.long