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RyR1 相关肌病的基因疗法 - CmyPath
蛋白质 [ 1 , 3 ]，导致细胞质钙稳态改变。许多不同的肌病与 RYR1 致病变异有关，例如中央核病 (CCD)、多小核病 (MmD)、中心核肌病 (CNM)、先天性纤维类型不平衡 (CFTD)，现在这些肌病被称为“RyR1 相关肌病”或 RyR1-RM。RyR1-RM 的治疗受到 RYR1 基因和蛋白质的许多特性的限制，其中包括基因的大小（转录本为 15 kb）和蛋白质（超过 5,000 个氨基酸），形成超过 2 MDa 的同型四聚体。目前，人们正在探索两种治疗方案：使用化学分子的药物治疗和基因治疗，前者包括欧洲药品管理局和美国食品药品管理局分类的 DNA 或 RNA 导向治疗。两种治疗策略都有各自的特点，因此各有优缺点。一般而言，药物治疗通常使用小化学分子，定期（每天或每周）口服或静脉注射。药物治疗针对部分或全部下游病理生理机制。基因治疗通常使用大 DNA/RNA 分子，一次或多次给予患者。基因治疗直接针对不同病理生理机制上游的受影响基因或其产物，因此其作用涵盖了广泛的后果，理论上可以通过同一种治疗逆转所有这些后果。目前，药物疗法是 RyR1-RM 临床试验中唯一有效的治疗方法。最近完成了一项随机、双盲、安慰剂对照试验（I/II 期），研究对象为抗氧化剂治疗（N-乙酰半胱氨酸），但不幸的是，该治疗既没有降低之前发现的氧化应激升高，也没有显著改善患者的身体活动能力 [4]。正在进行的一项试验使用一种所谓的 Rycal 分子 (S48168) 来调节 RyR1 通道功能（ClinicalTrials.gov 标识符 NCT4141670，[5]），以减少由一组致病变异引起的钙泄漏。除了药物治疗外，基因治疗现在似乎也是这些遗传疾病的一种有吸引力的解决方案。事实上，使用药理学是有吸引力的，因为它很容易实施（例如当分子以口服形式提供时，如 NAC 或 S48168），在出现
利用合成细菌孢子进行细胞特异性货物运输
图 1. 通过靶向 HER2 阳性细胞的 SSHEL 递送阿霉素可减轻小鼠肿瘤异种移植模型中的肿瘤负担。 (A) SSHEL 粒子组装示意图。 1 µm 直径的介孔二氧化硅珠 (灰色，SiO 2 ) 装载货物 (阿霉素，红色)，然后将脂质双层 (磷脂酰胆碱) 应用于表面 (黄色) 以创建货物包裹的球形支撑脂质双层 (SSLB)。 然后将 SSLB 与 SpoVM 肽 (蓝色) 和 SpoIVA 蛋白 (绿色) 和 ATP 一起孵育以促进 SpoIVA 聚合。 插图：SpoIVA 含有与反式环辛烯 (TCO) 结合的工程 Cys。与同源点击化学分子四嗪结合的抗 HER2 亲和体 (蓝色星号) 孵育会形成共价二氢哒嗪键，从而导致亲和体显示在 SSHEL 表面。(B) 显示用 Alexa Fluor 488 (AF488) 荧光染料标记的共价连接亲和体的 SSHEL 的荧光显微照片。左图：使用 DIC 可视化的 SSHEL；右图：来自 AF488 的荧光。(C) 使用流式细胞术测量显示抗 HER2 AF488 (绿色) 的 SSHEL 的荧光，并与显示已知数量的等效可溶性荧光染料分子 (MESF) 的珠子产生的荧光进行比较，以计算每个 SSHEL 颗粒显示的抗 HER2 AF488 的数量。(D) 用 SpoIVA AF488 制成的载阿霉素 SSHEL 的荧光显微照片。左上：DIC；右上：SpoIVA AF488 的荧光；左下：阿霉素的荧光；右下：叠加，阿霉素和 SpoIVA AF488 。B 和 D 中的比例尺：1 µm。（EF）无胸腺裸鼠皮下（sc）接种 SKOV3 HER2 阳性卵巢癌细胞。当肿瘤体积达到 ~100 mm 3 时，在异种移植后的几天内，用 PBS（黑色圆圈）、(E) 60 µg 或 (F) 120 µg 阿霉素（红色方块）、含有等效剂量阿霉素的载阿霉素 SSHEL（绿色三角形）或不含货物的等效数量 SSHEL（蓝色倒三角形）对小鼠进行静脉内 (iv) 治疗，箭头所示（试验 1 为 18、21、25、28、32、35、39、43、46、50、54；试验 2 为 13、16、20、23、27、30、34、37），并测量肿瘤体积。数据点代表平均值；误差为 SD；n=7 只小鼠。P 值：*<.05；****<.001。 (GH) 分别在 (G) 第 60 天、(H) 第 41 天 (H，左) 或第 47 天 (H，右) 从 (EF) 小鼠体内切除的肿瘤。红色星号：溃疡肿瘤；蓝色星号：肿瘤 >1500 mm 3 ；橙色星号：从体重减轻 >10% 的小鼠体内切除的肿瘤。比例尺：10 mm。
项目名称：国家基于 RNA 技术的基因治疗和药物中心 项目时长（月）：36
A 科学质量 A.1 研究计划的目标、相关性和动机 该研究计划有两个主要目标：增加设计和提供基于 RNA 的基因治疗药物所需的技术知识，并在人类疾病的五大领域（遗传病、癌症、代谢/心血管疾病、神经退行性疾病和炎症/感染性疾病）中确定有希望的候选药物/基因。 过去几十年来，人们对人类疾病治疗方式的看法发生了巨大转变。通过全球对药理学的重新思考而开发出的分子个性化治疗已经成为大大提高治疗效果的雄心勃勃的目标。 对高度特异性新药的需求源于对导致人类疾病的分子和细胞事件的理解的惊人进步。事实上，大的分子多样性并不是罕见遗传性疾病的唯一标志，而是人类最常见疾病的发病机制的基础。癌症就是一个典型案例：很明显，具有相似临床和表型的肿瘤疾病可能因涉及不同的致病突变的致癌基因和肿瘤抑制基因而彼此不同，而专门针对改变的蛋白质甚至基因突变的创新方法显示出很高的疗效。因此，开发针对广泛靶点的药物不仅成为罕见疾病治疗的原则，而罕见疾病往往被制药公司的优先事项所忽视，而且也是全球新治疗方法的基础，即恰当定义的“精准医疗”。为了完成这项任务，有必要探索治疗策略，这些策略超越了费力地识别适合酶、转运蛋白和通道关键调节域的小化学分子。相反，需要改变范式，开发一类共享共同合成和递送平台的药物，原则上可以以前所未有的精度作用于任何类别的蛋白质。显然，核酸的非凡力量和灵活性使这些分子成为这项任务的理想工具，应用范围几乎无限。 RNA 疫苗在控制 COVID-19 大流行中的作用提供了直接、令人印象深刻的证据，表明可以快速有效地开发针对特定目标的 RNA 药物。虽然 mRNA 疫苗的成功以及使用 CRISPR/Cas9 技术进行靶向基因组修饰的影响最近引发了人们对 DNA/RNA 治疗应用的极大兴趣，但应该记住，基于 DNA 的疗法早在三十多年前就在单基因疾病的基因治疗领域开创和发展。在这个转化医学的辉煌例子中，分子理解，开发将转基因导入受影响细胞的技术以及构建安全的递送平台，使人们在纠正各种先天性代谢错误方面取得了临床成功。在这一充满挑战的过程中，意大利科学发挥了重要作用，我们国家可以依靠该领域的成熟技术和设施。现在，基因治疗的潜力已经远远超出了更换有缺陷的基因产物。靶向基因校正（“基因编辑”）已被证明可有效治疗最常见的血液遗传疾病血红蛋白病，而嵌合抗原受体在患者 T 细胞中的表达（CAR-T）已被证明是一种新颖、成功的治疗方法，可用于治疗复发/难治性 B 细胞恶性肿瘤患者。依靠这些新技术的卓越中心群，该计划的一个主要目标是迅速扩大这些治疗选择。事实上，虽然意大利在先进基因治疗药物（AGTMP）领域的基础和临床前研究成果颇丰并得到国际认可，但将研究成果转化为临床治疗却往往有限。为此，需要制定一项雄心勃勃的国家计划，用于创建/加强药品生产基础设施、创新型 AGTMP 项目管理以及培训和咨询中心。就后者而言，学术界在将 AGTMP 项目转化为临床治疗时目前面临的主要瓶颈之一是缺乏在 GMP 条件下对这些产品进行工艺开发、扩大规模和生产的能力；这通常导致项目在第一次原理验证后就被放弃，少数幸存下来的项目还需要高昂的成本和漫长的拖延。因此，该计划的一个关键部分是在这个新兴的科学和健康领域对研究人员和临床操作员进行高级培训和资格认证。具体而言，国家中心将利用现有的经验和基础设施，实施 AGTMP 的开发过程，从早期的临床前研究到临床应用，使其他成员也能享受其服务。根据国家战略和现有举措，将通过三个层面实施：i) 细胞工艺和检测开发、载体制造和临床前研究设施；ii) 现有和改造后的细胞工厂，经授权使用体细胞制造基因疗法；iii) 服务和教学中心。一旦全面投入运营，预计每年的生产能力将达到 250-300 种基因治疗药物产品，可供国家中心的所有成员、全球学术机构和遍布全国的私营公司使用。