La ricerca contro la SMA – www.ricercasma.it
Verso il farmaco: la tetraciclina
Lunedì 10 Novembre 2008 01:00
Derivati della tetraciclina per correggere lo splicing SMN2
L’interesse di Paratek Pharmaceuticals per lo sviluppo di un
programma per la scoperta di un farmaco contro la SMA è
iniziato già nel 2002 quando una porzione della libreria Paratek
di più di 2000 composti derivati dalla tetraciclina fu testata in
vitro.
L’idea iniziale di valutare composti derivati della tetraciclina
(TC) contro la SMA è dovuta alla loro somiglianza strutturale
con l’aclarubicina A. Questo farmaco chemioterapico fu
osservato nel 2001 essere attivo in test di laboratorio rilevanti
per la SMA: esso aumenta l’inclusione dell’esone 7 nello
splicing di SMN2 pre-mRNA e ristabilisce i livelli normali di
proteina SMN in linee cellulari derivate da pazienti SMA.
Tuttavia l’aclarubicina è tossica e quindi non utilizzabile per
sviluppi clinici. Paratek ipotizzò che derivati non tossici TC potessero potenzialmente
aumentare la produzione di proteina funzionale SMN dal gene SMN2. La scoperta di un
derivato non tossico della tetraciclina è quindi un’importante scoperta che può portare al
potenziale trattamento per la SMA.
Lo splicing difettoso
Il gene SMN2 non riesce a compensare la mutazione (o delezione) del gene SMN1 e quindi
a proteggere dalla SMA, in quanto il suo mRNA codifica una proteina SMN instabile,
conosciuta come Δ7SMN.
Dopo la trascrizione di un gene nel suo corrispondente RNA premessaggero, il meccanismo
di splicing è responsabile del processo che porta infine all’RNA messaggero, eliminando gli
introni (pezzi di codice non necessari alla sintesi della proteina) e unendo insieme gli esoni
(pezzi di codice utili alla sintesi della proteina). La produzione di proteina troncata Δ7SMN
è dovuta allo scarto dell’esone 7 durante lo splicing del pre-mRNA SMN2, con conseguente
insufficienza di proteina funzionale SMN e perdita della funzione motoria nei pazienti SMA.
Quindi il gene SMN2 è il bersaglio ideale per un farmaco che induca la sintesi di normale
proteina SMN in pazienti SMA.
La principale differenza tra le due copie del gene SMN è il cambiamento del nucleotide C
(SMN1) in T (SMN2) nell’esone 7 del DNA contenente i due geni. A causa di questa
differenza SMN2 produce in maggioranza mRNA che esclude l’esone 7 e produce una
piccola quantità di proteina SMN instabile, mentre SMN1 produce mRNA che include
l’esone 7 e quindi proteina SMN funzionale. Il processo è spiegato in figura.
-2-
(a) Organizzazione dei geni SMN1 e SMN2 sul cromosoma 5.
(b) I geni SMN sono attivati dai rispettivi promoter nel processo di trascrizione.
L’attivazione del gene porta alla formazione di RNA premessaggero che contiene le
informazioni necessarie alla codifica della specifica proteina.
(c) L’RNA premessaggero viene ora trasformato in un processo chiamato splicing per
diventare codice significativo per la produzione della proteina. Il processo di splicing
rimuove pezzi di codice non significativi, gli introni, unendo insieme le parti significative
rimanenti, gli esoni. Viene così prodotto il mRNA finale che sarà usato nel processo di
sintesi della proteina, chiamato traduzione.
Lo sviluppo del farmaco
Con il supporto di Families of SMA e in collaborazione con il gruppo del prof. Adrian
Krainer al Cold Spring Harbor Laboratory di New York, sono stati studiati parecchi derivati
della tetraciclina provenienti dalla libreria di composti della Paratek. Fra i “hit” così trovati,
il più promettente è il PTK-SMA1. Nei test di laboratorio PTK-SMA1 ha dimostrato un
incremento di inclusione dell’esone 7 durante lo splicing di SMN2 pari a 2,6 volte.
Lo stesso composto è stato valutato in collaborazione con il prof. Arthur Burghes presso
l’Ohio State University mediante uno studio con “Gems”, capace di mostrare la
concentrazione di proteina funzionale SMN in strutture nucleari chiamate appunto Gems. Il
PTK-SMA1 ha mostrato promettenti risultati, con un incremento dei livelli di proteina SMN
in fibroblasti di pazienti affetti da SMA I di 8,3 volte. Stessi risultati anche utilizzando un
differente metodo di analisi (Western Blot).
Sono in corso ulteriori valutazioni in vivo del PTKSMA1 su un modello animale di topi SMA
con espressione del gene SMN2; intanto la Paratek ha sintetizzato più di 30 derivati TC, 13
dei quali dimostrano un’attività simile a quella del PTK-SMA1 sullo splicing dell’esone 7.
Paratek Pharmaceuticals, munita dell’esperienza e delle necessarie capacità per
operare modificazioni chimiche sulla classe di molecole della tetraciclina, è il
partner ideale per implementare un progetto per la scoperta del farmaco che
curerà la SMA. Oltre a dimostrare su modelli in vivo sufficiente incremento dei
livelli di proteina SMN, gli obiettivi di Paratek includono l’ottimizzazione del
-3profilo farmacocinetico e delle altre proprietà farmacologiche del composto
selezionato onde sviluppare entro pochi anni un effettivo trattamento per la
SMA.
(fonte: sito FSMA)
