Konferencja Terapii Choroby Huntingtona 2026 – Dzień 1

Zespół HDBuzz uczestniczył niedawno w 21. dorocznej Konferencji Terapii Choroby Huntingtona (HDTC) w Palm Springs, Kalifornia. Od 24 do 26 lutego zapewnialiśmy relację na żywo z pierwszego rzędu, dzieląc się najnowocześniejszymi osiągnięciami naukowymi w dziedzinie badań nad chorobą Huntingtona (HD). Nasze posty zostały zebrane poniżej w podsumowaniu całej konferencji. Zagłębmy się w to, co wydarzyło się pierwszego dnia!

Zespół HDBuzz był zachwycony powrotem do słonecznego Palm Springs na kolejny rok ekscytującej nauki o chorobie Huntingtona – w tym roku z naklejkami!

David Margolin – Aktualizacja dotycząca AMT-130 firmy uniQure

Zanim rozpoczęły się podstawowe wykłady badawcze, wysłuchaliśmy Davida Margolina z uniQure, który podzielił się informacjami z trwającego badania testującego AMT-130. Skupi się on na tym, jak wykorzystują statystyki do zmniejszenia stronniczości w swoim badaniu.

David zaczyna od przeglądu AMT-130, terapii genowej obniżającej poziom huntingtyny, która jest dostarczana chirurgicznie do prążkowia, części mózgu najbardziej wrażliwej na HD. Mówi o kryteriach, których użyto do określenia, kto mógł dołączyć do badania i jak będzie ono analizowane.

Niektóre dane od osób, które otrzymały AMT-130, nie były porównywane z grupą placebo, ale z uczestnikami ENROLL-HD, badania obserwacyjnego, które śledzi osoby z HD w czasie.

uniQure zastosowało do danych metody statystyczne znane jako „dopasowanie skłonności”. Jest to sposób dopasowywania uczestników badania do podobnych osób, które nie biorą udziału w badaniu. Tak więc osoby w badaniu były dopasowywane do osób w ENROLL, które były na podobnym etapie choroby. Ideą jest to, że pomoże to zmniejszyć zmienność w zbiorze danych.

Głównym pytaniem, na które badanie próbowało odpowiedzieć, było to, czy AMT-130 może pomóc spowolnić postęp objawów HD mierzonych za pomocą grupy testów znanych jako cUHDRS, które mierzą objawy ruchowe i poznawcze HD.

Są to dane, które uniQure udostępniło wcześniej: ich największym odkryciem było to, że u 17 osób, które przeszły operację około 3 lata temu, AMT-130 spowolniło (o 60%) postęp miary ruchowej znanej jako Całkowity Wynik Motoryczny (TMS).

Dodatkowo, NfL, biomarker, który może mierzyć uszkodzenia nerwów, zazwyczaj wzrasta o 10-15%, ale w tym badaniu spadł o 8-9%. Wolniejszy wzrost NfL sugeruje, że komórki mózgowe są chronione. Dokładnie to, co chcemy usłyszeć!

Osoby, które rozpoczęły badanie z większą objętością prążkowia, wydawały się odnosić największe korzyści z AMT-130, co sugeruje, że wczesne leczenie może być ważne. Kryteria kwalifikacji były bardzo wąskie, ponieważ uczestnicy musieli być w określonym stadium HD na podstawie zarówno objawów, jak i objętości mózgu, a tylko około 30% przebadanych osób weszło do badania.

Jedną rzeczą, której nie byli w stanie porównać podczas dopasowywania osób z ENROLL-HD, była objętość mózgu mierzona rezonansem magnetycznym, ponieważ te dane nie są zbierane w ENROLL. Aby pomóc zmniejszyć to obciążenie, uniQure zastosowało wysoce wyspecjalizowane statystyki dopasowania.

Im ściślej grupy kontrolne i uczestniczące są dopasowane, tym bardziej możemy być pewni, że wolniejszy postęp jest spowodowany AMT-130, a nie tylko tym, że i tak postępowałyby wolniej.

Zgłaszają również, że zrekrutowali i włączyli nową kohortę sześciu kolejnych uczestników badania, którzy otrzymają AMT-130.

Chociaż najbardziej ekscytująca część tych danych została już szeroko zgłoszona kilka miesięcy temu, dzisiejszy wykład zastosował nowe metody statystyczne, aby ją wzmocnić. Mamy nadzieję, że to jeszcze bardziej wzmocni sprawę uniQure w FDA, aby przejść do przyspieszonego zatwierdzenia.

Skompresowane Widoki: Nowe Perspektywy na DNA, RNA i Białko HTT

Cliff Brangwynne – Wprowadzenie do „Separacji Faz”

Następny wykład wraca do badań laboratoryjnych, z Cliffem Brangwynne z Uniwersytetu Princeton. Nie jest on „osobą od HD”, więc usłyszenie jego perspektywy spoza tej dziedziny może pomóc badaczom HD spojrzeć na swoją pracę w inny sposób. Zawsze wspaniale jest mieć nowych ludzi w tej dziedzinie!

Według Cliffa, jego praca bada „fizykę miękkich materiałów” – żeli, pianek, emulsji – i zauważa, że nasze ciała najbardziej przypominają te „miękkie” struktury.

Mówi o komórkach jako maszynach, z zastrzeżeniem, że struktura rzeczy wewnątrz komórek jest bardzo dynamiczna, a większość białek ma regiony z dużą ilością nieuporządkowania – podczas gdy my możemy myśleć o nich jako o dobrze naoliwionych, według Cliffa rzeczy mogą się skomplikować!

Komórki składają się z wielu mniejszych części, zwanych „organellami”. Organelle to maleńkie, wyspecjalizowane kieszonki w komórkach, które pełnią określone funkcje, od przechowywania materiału genetycznego (jądro) po rozkładanie niepotrzebnych części białek (lizosom).

Wiele organelli, takich jak mitochondria (elektrownia komórki), jest oddzielonych od reszty komórki błoną. Ale coraz jaśniejsze staje się to, że komórki mogą wykorzystywać „fizykę miękkich materiałów” do kompartmentalizacji organelli i utrzymywania ich w porządku.

Na początku swojej kariery Cliff badał maleńkie nicienie laboratoryjne, zwane C. elegans, które zawierają te nieograniczone (bezbłonowe) struktury zwane „granulkami p”. Z czasem kończą one na jednym końcu nicienia. Pokazał, że są one płynne i zachowują się trochę jak zawartość lampy lawowej. Bardzo fizyka spotyka się z szykiem akademika.

Ta „separacja faz ciecz-ciecz” i sposób, w jaki zachodzi w żywych komórkach, jest głównym przedmiotem badań laboratorium Cliffa. Wykonali wiele pracy w tej dziedzinie zarówno w probówkach, jak i w żywych komórkach. Jest to istotne dla HD, ponieważ te płynne materiały zostały powiązane z chorobami, w których występują agregaty białkowe.

Gdybyśmy mogli zyskać pewną kontrolę nad płynnymi stanami, jakie przyjmuje huntingtyna, poprzez jej stabilizację lub modyfikację, mogłoby to zmienić toksyczność białka i stanowić nową ścieżkę terapeutyczną, co ma już miejsce w przypadku niektórych innych chorób, takich jak rak.

Istnieją pewne dowody sugerujące, że huntingtyna przechodzi między stanami płynnymi a stałymi, i wiele dyskusji na temat tego, które formy huntingtyny są najbardziej toksyczne. Cliff używa specjalnych mikroskopów i laserów do wizualizacji tworzenia struktur białkowych i zadawania pytań, jak się kondensują i poruszają. Korzystając z tej technologii, może nawet rysować serca i uśmiechnięte buźki w komórkach!

Ta praca ma również zastosowanie do HD, ponieważ przejścia fazowe odgrywają rolę w naprawie uszkodzeń DNA, co okazało się potencjalnym czynnikiem napędzającym chorobę. Stan tych białek naprawczych może wpływać na ekspansję powtórzeń CAG (niestabilność somatyczna), co jest obecnie ogromnym obszarem rozwoju leków.

Rachel Harding – Wpływ PolyQ na Separację Faz

Rachel Harding z HDBuzz zachwyciła publiczność na Konferencji Terapii Choroby Huntingtona 2026 w Palm Springs, Kalifornia!

Następna jest Rachel Harding z HDBuzz! Kiedy nie „buzzuje”, Rachel bada, jak ekspansja białka huntingtyny związana z HD wpływa na jego strukturę 3D i funkcję.

Jej laboratorium wytwarza wysokiej jakości, pełnowymiarowe białko huntingtyny o różnych długościach polyQ (białkowy odpowiednik CAG), które można badać w probówkach – niemałe osiągnięcie dla tak ogromnego białka, jednego z największych w naszych ciałach.

Huntingtyna prawie zawsze występuje „w partnerstwie” z białkiem zwanym HAP40. Oba białka są bardzo stabilne, gdy są badane w probówkach (poza komórką lub organizmem). Tam huntingtyna nie „agreguje” w sposób, jaki obserwujemy w rzeczywistej tkance mózgowej, gdy jest związana ze swoim najlepszym przyjacielem HAP40.

Niezależnie od długości sekcji polyQ, stabilność i struktura huntingtyny pozostają dość podobne. Jest to duża zagadka, ponieważ wiemy, że objawy HD u ludzi i zwierząt wynikają z ekspansji huntingtyny.

Niektóre eksperymenty jej laboratorium wykazały, że huntingtyna ma właściwości „lampy lawowej”, gdzie staje się pływająca i zbrylona, oraz że może wiązać się z DNA i RNA.

Następnie zapytali, co to może oznaczać w komórkach, i odkryli, że huntingtyna wiąże specjalną cząsteczkę RNA zwaną NEAT1 w typie „kondensatu organelli”, o którym Cliff mówił w poprzednim wykładzie.

Ale czy huntingtyna faktycznie rozdziela się na różne „fazy” cieczy? Rachel porównuje to do tego, co dzieje się, gdy robisz sos sałatkowy z oleju i octu – możesz go wymieszać, ale ostatecznie rozdziela się na swoje składniki. Mogą to zmierzyć, obserwując, jak mętny staje się roztwór.

Huntingtyna wydaje się rozdzielać na dynamiczne kropelki, które mogą przechodzić między fazami „oleju” i „octu” komórki – a właściwości tych kropelek zmieniają się w zależności od długości powtórzenia polyQ.

Mogą nawet utrzymywać kropelki w miejscu za pomocą tego, co Rachel nazwała „promieniami trakcyjnymi Star Treka”, aby przyjrzeć się im bliżej. Im dłuższe polyQ, tym bardziej dziwacznie wyglądają kropelki i tym trudniej jest im się połączyć. Implikacja jest taka, że im dłuższe polyQ, tym bardziej stałe i nieelastyczne stają się kropelki białka huntingtyny.

Pojawiająca się teoria Rachel mówi, że kropelki huntingtyny stają się z czasem mniej dynamiczne i bardziej stałe, tworząc próg, po którym długie powtórzenia CAG stają się bardziej toksyczne, ponieważ stają się mniej dynamiczne. Trudno spekulować dokładnie, jak, ale ma długą listę pytań do zbadania przez jej laboratorium!

Ralf Langen – Separacja Faz Fragmentów HTT1a

Następny był Ralf Langen z Uniwersytetu Południowej Kalifornii. Uzupełnił tę sesję kolejnym wykładem na temat tych płynnych, stałych skupisk, które tworzy huntingtyna.

Ralf bada maleńkie fragmenty białka huntingtyny i ich rolę w HD. Cele jego laboratorium to zrozumienie, jak te fragmenty białka tworzą skupiska (agregaty) oraz projektowanie leków, które mogą się do nich wiązać i zmieniać ich zachowanie, aby leczyć HD.

Huntingtyna może przyjmować wiele form, od monomerów (jedno białko), przez oligomery (kilka białek, które zaczynają tworzyć większą strukturę), po fibryle i wiązki (wiele białek huntingtyny, które układają się w uporządkowaną strukturę). Naukowcy uważają, że te różne formy mogą różnić się toksycznością dla komórek mózgowych.

Podczas gdy Rachel mówiła o pełnowymiarowym białku huntingtyny przechodzącym między stanami oleju i octu, Ralf donosi, że jego laboratorium może również zaobserwować to samo z małym fragmentem huntingtyny, który zawiera ekspansję polyQ (białkowy odpowiednik CAG).

Eksperymenty Ralfa pokazują, że gdy fragmenty huntingtyny tworzą „kondensaty” – zaczynają tworzyć te kropelki, które opisała Rachel – może to działać jako zarodek do szybkich przejść w bardziej stabilne struktury, które niektórzy badacze uważają za bardziej toksyczne.

Odważnie podzielił się tym, co naukowcy nazywają „negatywnymi danymi” – co oznacza, że niektóre z zaprojektowanych przez nich eksperymentów nie zadziałały, ale dostarczyły informacji do przyszłych, więc nadal dostarczają bardzo cennych informacji.

Eksperymenty, w których obserwowali te kondensaty pod mikroskopem, pozwoliły im zwizualizować superszybkie przejście huntingtyny z rozproszonego pływania po komórce do tworzenia dużych, stabilnych skupisk. I dzieje się to szybko! W ciągu około 10 minut.

Aby głębiej zbadać separację faz (zjawisko oleju i octu) i zrozumieć, gdzie kończą różne formy huntingtyny, zespół Ralfa przeprowadził sprytne eksperymenty, używając innego białka chorobowego (TDP-43), które odgrywa rolę w ALS. Wydaje się, że TDP-43 również tworzy kondensaty.

Inne grupy również badały rolę TDP-43 w HD. TDP-43 zostało znalezione w tych samych miejscach co huntingtyna w ludzkich mózgach, więc TDP-43 może kontrolować kondensację huntingtyny.

Grupa Ralfa odkryła, że zamiast TDP-43 wpływać na separację faz huntingtyny, mały fragment huntingtyny wpływał na separację faz TDP-43, więc wydaje się, że istnieje wzajemne oddziaływanie między tymi dwoma cząsteczkami.

Laboratorium Ralfa bada interakcje między huntingtyną a innymi białkami chorobowymi oraz interakcje różnych fragmentów huntingtyny, aby lepiej zrozumieć, jak wpływają one na swoją strukturę, stabilność i wygląd.

Te interakcje mogą potencjalnie powodować, że huntingtyna trafia w miejsca i przyłącza się do struktur, do których nie powinna, a zrozumienie tych interakcji może pomóc nam odkryć nowe ścieżki terapeutyczne.

Elena Cattaneo – Poza CAG

Elena Cattaneo wykorzystuje komórki macierzyste do modelowania choroby Huntingtona. Dzięki tym komórkom jest w stanie używać mikroskopów do robienia zdjęć i badania, jak ekspansja CAG wpływa na ich zachowanie i wygląd z bliska.

Następna jest Elena Cattaneo, legenda w dziedzinie badań nad HD, która pracuje nad HD od dziesięcioleci. Opowie nam o jednym ze swoich projektów, skupionym na konkretnym segmencie białka HTT.

W białku HTT występują różne „domeny”, niczym małe klocki Lego, które łączą się, tworząc całą strukturę. Elena przygląda się klockowi Lego zwanemu „domeną prolinową” – odcinkowi powtarzających się liter DNA po polyQ (białkowy odpowiednik CAG), który koduje prolinę, budulec białka.

Uważa, że ta domena prolinowa, a nie tylko domena polyQ, przyczynia się do choroby. Elena bada myszy, które subtelnie różnią się w tych różnych domenach. Sugeruje, że te małe wariacje przyczyniają się do różnic w toksyczności: ludzie są jedynym gatunkiem, który naturalnie choruje na HD.

Elena zastanawia się, czy domena prolinowa może przyczyniać się do zwiększonej toksyczności HTT u ludzi. Aby odpowiedzieć na to pytanie, wykorzystuje komórki macierzyste – komórki, które można nakłonić do przekształcenia się w wiele różnych typów komórek, w tym komórki mózgowe.

W tych komórkach macierzystych jej laboratorium buduje różne warianty sekwencji DNA – niczym łączenie klocków Lego w różnej kolejności – i mogą dodawać więcej lub mniej prolin, wstawiając więcej lub mniej powtórzeń. Pozwala im to badać, jak różne sekwencje mogą wpływać na toksyczność białka HTT.

Wymieniła również niektóre klocki Lego między kodami myszy i ludzi, aby zobaczyć, jak toksyczność różni się między gatunkami.

Zamiana ludzkiej domeny prolinowej na mysią zmniejsza szkodliwe działanie huntingtyny w komórkach macierzystych. Sugeruje to, że istnieje coś specyficznego dla ludzkiej domeny prolinowej, co napędza toksyczność w tych komórkach.

Przeprowadziła dogłębną analizę poziomów wszystkich różnych białek wytwarzanych przez komórkę, a zamiana proliny mysiej na ludzką również normalizuje wiele zmian związanych z HD. Sugeruje to, że domena prolinowa również przyczynia się do efektów molekularnych, które wpływają na chorobę.

Elena opisuje ludzką domenę prolinową jako „wzmacniacz” cech choroby HD.

Następne pytanie, które zadało laboratorium Eleny, dotyczyło tego, czy domena prolinowa przyczynia się do produkcji krótkiego, toksycznego fragmentu białka HTT, zwanego HTT1a. Co ciekawe, ludzka domena prolinowa wydaje się prowadzić do zwiększonego poziomu toksycznego fragmentu HTT1a.

Wyniki te sugerują, że domena prolinowa odgrywa rolę w toksyczności białka HTT. Bardzo fajnie! Podążanie tą linią myślenia mogłoby dać nam kolejny cel na cząsteczce HTT, aby spróbować obniżyć toksyczność.

Elena wykonała w przeszłości wiele fajnych prac, badając HTT u różnych gatunków, w tym u roślin!

Teraz rozwija wysiłki swojego laboratorium, aby zrozumieć, dlaczego mysia domena prolinowa nie wydaje się przyczyniać do toksycznego zachowania HTT, podczas gdy ludzka domena prolinowa tak. Niewielkie różnice między mysią a ludzką sekwencją domeny prolinowej genu huntingtyny mogą prowadzić do różnic w jej strukturze RNA, a z kolei do interakcji z białkami, które łączą się z RNA, potencjalnie przyczyniając się do HD. Inne prace w tej dziedzinie również wspierają tę teorię.

Interpretacja wyników Eleny i innych badaczy jest taka, że ludzka domena prolinowa przebudowuje strukturę RNA HTT, umożliwiając częściom cząsteczki kontakt z białkami wiążącymi RNA.

Białka wiążące RNA mogą kontrolować, ile toksycznego fragmentu HTT1a jest produkowane, więc zrozumienie tych sekwencji i struktur oraz opracowanie sposobów manipulowania ich interakcjami może stanowić kolejną ścieżkę terapeutyczną.

Veronica Brito – Dekoracje Chemiczne Mogą Przyczyniać się do Toksyczności

Następna jest Veronica Brito z Uniwersytetu w Barcelonie. Jej wykład koncentruje się na cząsteczce wiadomości HTT, zwanej RNA, oraz na tym, jak jest ona wytwarzana, przetwarzana, wykorzystywana do produkcji białka HTT i usuwana do kosza na śmieci komórki.

Cząsteczki RNA mogą być ozdobione małymi chemicznymi „dekoracjami”, które zmieniają ich zachowanie, lokalizację w komórce i to, z jakimi innymi cząsteczkami wchodzą w interakcje. Zrozumienie, jak te dekoracje zmieniają się wraz z chorobą, może pomóc odkryć nowe ścieżki terapeutyczne.

Zespół Veroniki interesuje się „dekoracją” zwaną „m6A”. Może ona wpływać na różne funkcje RNA i na to, jak może być cięta na sekcje, co pozwala jej wykonywać różne zadania w komórce.

U myszy modelujących HD odkryła, że różne cząsteczki wiadomości RNA są ozdobione m6A. Co ciekawe, ta dekoracyjna zmiana nie zmieniła ilości wytwarzanej wiadomości genetycznej RNA. Sugeruje to, że te subtelne zmiany związane z HD są pomijane przez bardziej powszechne techniki.

Veronica następnie przyjrzała się, jak samo HTT może być inaczej ozdobione m6A w zależności od długości powtórzeń CAG. W porównaniu do zdrowych myszy „dzikiego typu”, te z ekspansjami powtórzeń CAG, które modelują HD, mają dekoracje m6A na specyficznych częściach wiadomości RNA HTT.

Te specyficzne dla HD dekoracje m6A na HTT wydają się korelować z poziomami szkodliwego fragmentu białka HTT1a, co być może sugeruje, że ta dekoracja wpływa na toksyczność.

Aby to przetestować, Veronica użyła narzędzi chemicznych do zablokowania procesu w komórkach, który dodaje dekorację m6A. Spowodowało to zmianę poziomów HTT1a, co sugeruje, że dekoracja m6A może odgrywać rolę w jego regulacji. Zablokowanie dodawania m6A wydawało się również zwiększać poziomy pełnowymiarowego białka HTT.

Jednak to narzędzie chemiczne zmieniło m6A we wszystkich cząsteczkach, nie tylko w HTT, więc wyniki mogą być spowodowane zmianami w innej części genomu. Aby to wyjaśnić, zespół Veroniki opracowuje teraz sposób na specyficzne zmienianie dekoracji m6A na HTT u myszy modelujących HD. Zrozumienie więcej na temat wpływu m6A na HTT może pomóc nam lepiej zrozumieć, jak produkowany jest toksyczny fragment HTT1a.

Sarah Tabrizi – Mapowanie HTT1a i Interwencje Terapeutyczne

Ostatnim prelegentem tej porannej sesji jest Sarah Tabrizi z University College London. Sarah jest gwiazdą wśród naukowców klinicystów, a jej dzisiejszy wykład koncentruje się na tym, jak nasze zrozumienie białka fragmentu HTT1a może wpływać na decyzje dotyczące opracowywania nowych leków do leczenia HD.

Prace innych badaczy w tej dziedzinie wykazały, że ilość HTT1a wzrasta wraz z wydłużaniem się powtórzenia CAG u myszy. Sarah zadaje teraz pytanie, co dzieje się u ludzi, jak możemy interweniować za pomocą leków i co sprawia, że są one skuteczne lub nie.

Laboratorium Sarah z powodzeniem stworzyło serię „izogenicznych” linii komórek macierzystych. Oznacza to, że komórki hodowane w oddzielnych naczyniach są genetycznie identyczne w całym genomie, Z WYJĄTKIEM liczby CAG genu HTT. To osiągnięcie zajęło ponad 8 lat – trudny eksperyment!

Stworzyli komórki z liczbami CAG 30, 47, 70, 93 i 125 (liczba CAG pierwotnego dawcy). Stworzyli również znacznie dłuższe liczby CAG, w tym 130, 140, 175, 185, 190 i 210!! Te dłuższe liczby są ważne do zbadania konsekwencji superdługich CAG w komórkach.

Cała ta wspaniała nauka jest możliwa dzięki hojnej i bezinteresownej darowiznie próbki krwi od osoby z HD. Zespół Sarah jest w stanie pobrać komórki macierzyste z tej próbki i hodować je w dowolny typ komórek, w tym neurony.

Te linie komórkowe są wspaniałymi narzędziami do mierzenia wszelkiego rodzaju cech i właściwości HD, w tym tego, które geny są włączone i wyłączone, somatycznej ekspansji liczby CAG w czasie oraz zdrowia i funkcji neuronów HD.

Przyjrzeli się, jak szybko powtórzenia CAG rozszerzały się w czasie w komórkach o różnych początkowych liczbach CAG. Przy początkowej długości około 70-90 CAG, następuje dość duży wzrost szybkości ekspansji somatycznej.

Im dłuższa początkowa długość CAG, tym wcześniej oczekuje się, że zacznie się ona dalej rozszerzać (niestabilność somatyczna). Przy 50 powtórzeniach oszacowała, że zajęłoby około 12 lat, aby komórka zyskała 1 powtórzenie CAG, ale zaczynając od ponad 150 powtórzeń, komórka mogłaby zyskać dodatkowe CAG w ciągu kilku miesięcy.

W tych komórkach Sarah widzi również skupiska białka HTT, które historycznie są trudne do zaobserwowania w ludzkich komórkach hodowanych w naczyniu (chociaż prawie zawsze widzimy je w ludzkiej i mysiej tkance mózgowej). Daje to badaczom nowe, potężne narzędzie do badania skupisk białka HTT w żywych ludzkich komórkach.

Sarah współpracuje z firmą Takeda, stosując leki w celu zmiany poziomów i stabilności rozszerzonego HTT. Te leki, zwane białkami palca cynkowego (ZFP), mogą obniżyć rozszerzone HTT o około 60%.

Dodatkowe ZFP mogą obniżyć o ~80% poziomy cząsteczki zwanej MSH3, która, jak wykazali naukowcy, przyczynia się do ciągłej ekspansji powtórzenia CAG u osób z HD w niektórych komórkach w czasie.

U myszy z HD testują oba te leki osobno, a także razem. Wspomina, że prawdopodobnie przyszłe podejścia terapeutyczne będą celować zarówno w rozszerzone HTT, jak i MSH3.

Zarówno ZFP celujące w rozszerzone HTT, jak i MSH3 spowolniły ekspansję powtórzenia CAG u myszy – lek celujący w MSH3 o 94%! Obniżenie rozszerzonego HTT spowolniło ekspansję o 76%. Co ciekawe, gdy obniżono zarówno HTT, jak i MSH3, efekty spowalniające ustabilizowały się na poziomie podobnym do samego obniżenia MSH3.

Sarah zwraca uwagę, że niektóre z jej wyników zgadzają się z tym, co odkryli inni w badaniach ludzkiej tkanki mózgowej. W obu systemach powtórzenia CAG rozszerzają się powoli przy krótszych długościach powtórzeń i przyspieszają wraz ze wzrostem rozmiaru CAG.

Ta praca podkreśla znaczenie darowizn mózgów od rodzin z HD dla postępu badań nad HD. To ogromny dar, który może nie być odpowiedni dla każdego. Ale jest to dar, który był kluczowy dla poszerzenia naszej wiedzy o HD.

Siła modelu „komórek w naczyniu”, który naśladuje te dane generowane w ludzkich mózgach, polega na tym, że można przeprowadzać dodatkowe eksperymenty na komórkach, których nie można przeprowadzić na ludzkich mózgach, takie jak manipulacje genetyczne i testowanie leków.

Niestabilność Somatyczna

Wracamy po obiedzie na sesję naukową poświęconą zjawisku niestabilności somatycznej, ze szczególnym uwzględnieniem maszynerii naprawy DNA, która ulega awarii i prowadzi do ekspansji powtórzeń CAG w komórkach mózgowych w czasie.

Wiemy, że geny zaangażowane w naprawę DNA wpływają na ekspansję powtórzeń CAG z dużych badań genetycznych na ludziach, a to powiązanie potwierdziło się w wielu modelach zwierzęcych i komórkowych HD.

Karen Usdin – Kontrakcje Powtórzeń w HD

Pierwsza w tej sesji jest Karen Usdin, która prowadzi laboratorium w NIH. Jej laboratorium bada niestabilność somatyczną – zjawisko, w którym DNA jest niestabilne. Może to występować w całej gamie chorób, nie tylko w HD. Laboratorium Karen koncentruje się na niestabilności w chorobach spowodowanych ekspansjami powtórzeń.

Niestabilność oznacza, że DNA może nie tylko się rozszerzać, ale także kurczyć. Obserwowano to od dawna w badaniach nad HD, gdzie modele mysie mogą nagle mieć załamanie liczby powtórzeń. Karen pokazuje nam, jak ta nagła kontrakcja może wystąpić w innych chorobach powtórzeniowych, takich jak zespół łamliwego chromosomu X.

W zespole łamliwego chromosomu X te kontrakcje nie są spowodowane maszynerią używaną do kopiowania genomu lub naprawy DNA; dzieją się one, gdy gen zawierający tę powtarzającą się sekwencję jest włączony, w procesie znanym jako transkrypcja. Karen stawia hipotezę, że być może to samo dotyczy HD.

Zespół Karen i inni badacze również wykazali, że skracanie powtórzeń wydaje się występować w niektórych tkankach częściej niż w innych. Przysadka mózgowa, znajdująca się u podstawy mózgu, wydaje się mieć najwięcej skróceń powtórzeń w porównaniu do tkanki mózgowej, skóry czy innych narządów.

Te skracania występują przez całe życie badanych myszy, przy czym bardziej drastyczne skracania w przysadce mózgowej obserwuje się u myszy, które początkowo mają dłuższe powtórzenia. Wydaje się również, że następuje początkowy wzrost liczby powtórzeń, a następnie ich skracanie.

W sumie wskazuje to na bardziej złożony obraz niestabilności somatycznej, z różnymi typami zmian występującymi w różnych typach mysich modeli choroby, w różnych tkankach i w różnych punktach czasowych.

Jej zespół badał sposoby na stymulowanie skracania, co byłoby korzystne w wielu chorobach związanych z powtórzeniami. Eliminacja genu zwanego PMS2 (o którym wiadomo, że wpływa na początek objawów HD) wydaje się sprzyjać większemu skracaniu.

Jednak Karen i jej laboratorium wciąż próbują dokładnie określić precyzyjne molekularne szczegóły procesu skracania. Wydaje się, że niestabilność somatyczna obejmuje różne (a czasem konkurujące) procesy w różnych komórkach w zmiennych ramach czasowych – ekscytujący, ale złożony obszar badań nad HD!!

Petr Cejka – Cząsteczki ekspansji i skracania

Następny jest Petr Cejka z Instytutu Badań Biomedycznych (Szwajcaria). W prezentacji Petra dowiemy się więcej o szczegółowych molekularnych podstawach niestabilności somatycznej. Ta praca jest ważna, aby ustalić, jak powstają ludzkie objawy HD i co należy celować nowymi lekami.

Zespół Petra stosuje techniki biochemiczne do badania maszyn komórkowych w probówce, aby dokładnie zrozumieć, jak niestabilność somatyczna może zachodzić w komórce. Interesuje ich zrozumienie, jak dwie z tych maszyn, zwane MutSβ (beta) i MutLƔ (gamma), działają, aby „naprawić” powtórzenia CAG.

Kiedy w nici DNA jest wiele powtórzeń CAG, mogą wystąpić pętle, w których nici DNA nie tworzą znanej struktury helisy – trochę jak zamek błyskawiczny, który się rozjeżdża. Okazuje się, że MutSβ i MutLƔ przecinają nić naprzeciwko tej, która tworzy struktury pętli, tuż nad pętlą.

Pewne sekwencje DNA (kombinacje liter) wydają się wpływać na lokalizację cięcia DNA, które rozpoczyna proces naprawy. Cięcie zawsze wydaje się następować po literze DNA A, gdzie po obu stronach znajduje się wiele liter DNA G lub C.

Maszyny te najlepiej działają na mniejszych pętlach i drobnych niedopasowaniach w tworzeniu helisy DNA. Większe pętle nie są tak dobrze „oczyszczane” przez MutSβ i MutLƔ.

Ważne jest, aby pamiętać, że to jest to, co zespół Petra obserwuje w probówce. Przypomina nam, że powinniśmy być ostrożni w stosowaniu tych odkryć do naszego rozumienia HD u ludzi.

Zespół Petra zbadał również inną maszynę molekularną zwaną FAN1. Ten gen jest znany jako „modyfikator genetyczny” HD, ponieważ małe zmiany liter DNA w genie FAN1 mogą wpływać na czas wystąpienia objawów HD.

FAN1 może rozszczepiać DNA w wielu miejscach, ale gdy do mieszaniny dodane zostaną białka regulujące RFC i PCNA, cięcia FAN1 koncentrują się w precyzyjnym regionie. Wczesne dane sugerują, że po tym, jak FAN1 rozcina DNA, inna maszyna molekularna zwana POLD1 („pol-D-1”) może uporządkować pętlę. Mniej wiadomo o tym konkretnym graczu, ale im więcej dowiadujemy się o cząsteczkach, które kierują tym procesem, tym więcej potencjalnych celów lekowych mamy.

Richard Fishel – Obserwowanie molekuł w akcji

Następny przed przerwą na kawę jest Richard Fishel z Ohio State University. Jego laboratorium opracowało metody obrazowania tych maszyn naprawczych DNA w czasie rzeczywistym.

Laboratorium Richarda używa zaawansowanych mikroskopów ze specjalistycznymi laserami do oglądania cząsteczek pojedynczo – niesamowity poziom szczegółowości, aby zrozumieć skomplikowane procesy komórkowe. Maszyny molekularne są starannie znakowane świecącymi znacznikami, dzięki czemu zespół Richarda może śledzić, jak te białka poruszają się podczas naprawy DNA.

Laboratorium Fishela wykorzystuje swoje specjalistyczne narzędzia do badania niektórych z tych samych maszyn naprawczych DNA, o których mówiliśmy wcześniej – MutS⍺, MutLƔ i PCNA. Mogą ustalić, jak długo te białka naprawcze pozostają na DNA, jak poruszają się wzdłuż DNA i jak współpracują.

Mutacje w tych maszynach molekularnych mogą prowadzić do niektórych nowotworów i powodować niestabilność w kodzie genetycznym. Jednak inna maszyna molekularna, zwana MutSβ, NIE wydaje się odgrywać roli w nowotworach i uszkodzeniach DNA, dlatego badacze HD uważają ją za dobry cel lekowy do wpływania na ekspansję somatyczną.

Pętle są powszechne w DNA z wieloma powtórzeniami, takimi jak odcinek CAG w genie HD. Różne molekularne maszyny naprawcze przesuwają się wzdłuż DNA, znajdują jedną z tych pętli i nie mogą jej przekroczyć. MutSβ utyka przy najmniejszych pętlach, podczas gdy maszyny MutL utykają tylko przy znacznie większych pętlach.

Następnie zespół Richarda próbował ustalić, jak odległość między pętlami wpływa na rekrutację tych różnych maszyn molekularnych, które pomagają naprawić DNA. Richard uważa, że ta analiza na poziomie molekularnym może pomóc nam zrozumieć, dlaczego choroby takie jak HD mają specyficzne progi powtórzeń.

Firmy celujące w ekspansję somatyczną

Kolejna seria prezentacji pochodzi od firm, które opracowują terapie HD celujące w niestabilność somatyczną. Każda z nich jest w przedklinicznym stadium badań – zidentyfikowały cząsteczki, które, jak przewiduje się, mogą zmienić przebieg HD, ale nie są jeszcze gotowe do testowania na ludziach.

Andy Billinton – Zwiększanie poziomów FAN1 w celu kontroli ekspansji

Nasza pierwsza prezentacja w sesji przedklinicznej pochodzi od Andy’ego Billintona, reprezentującego Harness Therapeutics. Mają unikalną strategię celowania w niestabilność somatyczną: zwiększanie poziomów białka zwanego FAN1.

Dużo słyszymy o celowaniu w cząsteczki w celu obniżenia ich poziomów, ale zwiększanie poziomów jest w rzeczywistości trudniejsze. Wymaga to sprytnych sztuczek w odkrywaniu leków, czyli tajnego składnika podejścia Harness.

Harness interesuje się FAN1, ponieważ był to silny traf w dużych badaniach, które analizowały cały skład genetyczny osób z HD. Osoby z HD, które miały małą zmianę genetyczną powodującą wyższe poziomy białka FAN1, wykazywały objawy HD później niż oczekiwano.

FAN1 to gen, który pomaga regulować ekspansję powtórzeń CAG w niektórych komórkach w czasie. Z tego powodu badacze uważają, że jeśli uda nam się zwiększyć poziomy FAN1, moglibyśmy spowolnić ekspansję powtórzeń CAG i opóźnić początek objawów HD.

Metoda stosowana przez Harness wykorzystuje małe fragmenty materiału genetycznego, zwane antysensownymi oligonukleotydami (ASO). Ich leki ASO wiążą się z wiadomościami używanymi w komórce do obniżania poziomów FAN1 (zwanymi mikroRNA).

Kiedy blokują te mikroRNA, wiadomość FAN1 pozostaje dłużej, co pozwala maszynerii komórkowej wytworzyć więcej białka z tej wiadomości. Całkiem sprytne!

Wzrost FAN1 pomaga zrównoważyć naprawę DNA, stabilizując długość powtórzeń CAG. Harness ma nadzieję, że będzie to pomocne w leczeniu HD.

Harness pracuje z komórkami macierzystymi, które zostały przekształcone w komórki mózgowe. Stosując swój lek ASO, są w stanie podwoić poziomy FAN1. Z kolei to zmniejszyło somatyczną ekspansję CAG.

Technologia Harness nazywa się MISBA, microRNA site blocking ASO – co za nazwa! Celuje w mikroRNA, które reguluje FAN1, utrzymując tę wiadomość dłużej i pomagając zwiększyć poziomy białka FAN1.

ASO1025 wydaje się być najlepszą cząsteczką o właściwościach lekowych, jaka do tej pory wyszła z platformy Harness. Może zwiększać poziomy i aktywność FAN1 w wielu różnych typach komórek. To z kolei pomaga spowolnić niestabilność somatyczną – dobra wiadomość!

Przetestowali również ASO1025 na „mini mózgach”, złożonych warstwach ludzkich komórek hodowanych w naczyniach, które wykazują niektóre cechy ludzkiego mózgu. Te modele mini mózgów wykazują ekspansję somatyczną, podobnie jak mózgi osób z HD.

ASO1025 może skutecznie rozprzestrzeniać się w tych mini mózgach, a Harness pracuje teraz nad ustaleniem, czy trafia w cząsteczkę wiadomości i czy jest w stanie zwiększyć poziomy i aktywność białka FAN1 – więcej aktualizacji wkrótce!

W przyszłości będą dążyć do celowania nie tylko w FAN1, ale także w MSH3 – to podejście „dwa w jednym” mogłoby naprawdę precyzyjnie wpłynąć na ekspansję somatyczną w HD.

To ekscytująca aktualizacja od stosunkowo nowej firmy w dziedzinie odkrywania leków na HD, ale przed ASO1025 wciąż długa droga, zanim będzie można go przetestować na ludziach. Z niecierpliwością czekamy na kolejne aktualizacje, gdy Harness będzie kontynuować testy w modelach w drodze do kliniki.

Jang-Ho Cha – Obniżanie MSH3 i wykorzystanie komputerów do przewidywania wyników

Następny jest Jang-Ho Cha z Latus Bio. Latus również pracuje nad opracowaniem nowych rodzajów terapii, aby celować w ekspansję somatyczną i, miejmy nadzieję, leczyć HD.

Głównym celem Latus jest projektowanie nieszkodliwych wirusów do dostarczania leków w określone miejsca w organizmie, w tym do głębokich struktur mózgu dotkniętych HD. Inną fajną rzeczą w Latus jest to, że choć są młodą firmą, większość ich naukowców od dawna działa w dziedzinie HD.

Ich podejście polega na próbie obniżenia poziomów MSH3. Jest to kluczowy składnik kompleksu naprawczego DNA MutSꞵ, o którym słyszeliśmy wcześniej w tej sesji. Został on zidentyfikowany w badaniach genetycznych jako „modyfikator genetyczny” czasu wystąpienia objawów HD.

Jako neurolog kliniczny, Jang-Ho dzieli się z publicznością, że 3 zasady terapii mózgu to: lokalizacja, lokalizacja, lokalizacja. Dostarczenie terapii do właściwego obszaru mózgu jest kluczowe. Na szczęście znamy części mózgu najbardziej dotknięte HD, i to tam Latus planuje dostarczyć swój lek.

Jang-Ho przedstawia dane od naczelnych niebędących ludźmi, leczonych ich nieszkodliwym pakietem leków wirusowych, co jest kluczowym krokiem dla wielu terapii genowych przed testowaniem na ludziach. Lek Latus dociera do dokładnie tych obszarów mózgu, które są najbardziej wrażliwe w HD.

Inne pytanie, na które Latus odpowiada, to ile obniżenia MSH3 jest potrzebne, aby wpłynąć na progresję HD? Opracowali bardzo fajną symulację komputerową opartą na tym, co wiemy o ekspansji CAG i początku choroby. To modelowanie komputerowe pozwala im przewidzieć, przy danej długości CAG i określonej ilości obniżenia MSH3, jakiego klinicznego benefitu powinni się spodziewać.

Na przykład, jeśli celują w 50% komórek z 50% obniżeniem, przy długości CAG wynoszącej 40, uważają, że mogliby uzyskać ponad 50 lat korzyści. Wow! Chociaż są to tylko przewidywania modelowania komputerowego, jest to bardzo zachęcające!

Chociaż przewiduje się, że osoby leczone z dłuższymi powtórzeniami CAG w późniejszym wieku odniosą mniej imponujące korzyści, przewidywania modelu komputerowego pokazane przez Jang-Ho sugerowały, że każdy mógłby skorzystać z obniżenia MSH3.

Myszy, którym podano ich lek obniżający MSH3, LTS-201, wykazały znacznie zmniejszone tempo ekspansji somatycznej, co sugeruje, że lek działa zgodnie z oczekiwaniami zespołu Latus. Ale mózgi myszy są małe i znacznie mniej złożone niż mózgi ludzkie, więc co z większymi zwierzętami?

U naczelnych niebędących ludźmi, podanie LTS-201 zmniejszyło MSH3 w głębokich strukturach mózgu. Na podstawie przewidywań ich symulacji komputerowej, uważają, że zaobserwowana ilość obniżenia MSH3 miałaby znaczący wpływ na progresję choroby.

Dla badaczy pomocne jest wykorzystywanie predykcyjnego modelowania komputerowego do próby oceny pewnych metryk przed badaniami klinicznymi, takich jak najbardziej efektywna dawka, długość powtórzeń CAG i stadium choroby do celowania, oraz oczekiwane efekty. Staje się to coraz bardziej powszechne przed testowaniem na ludziach.

Nandini Patel – Obniżanie PMS1 za pomocą tabletki

Ostatnia prezentacja pierwszego dnia pochodziła od Nandini Patel z Rgenta Therapeutics. Rgenta pracuje nad kilkoma modulatorami splicingu, ale dziś skupia się na swoim leku zaprojektowanym do obniżania poziomów PMS1, modyfikatora początku objawów HD.

Modulatory splicingu zmieniają sposób przetwarzania molekuł wiadomości genetycznej (zwanych RNA). To z kolei może zmieniać poziomy białek, które kodują. Zazwyczaj można je przyjmować doustnie w postaci tabletki, co jest atrakcyjnym podejściem, ponieważ jest znacznie łatwiejsze niż operacja mózgu czy powtarzane nakłucia lędźwiowe.

W ciągu wielu etapów projektowania chemicznego, Rgenta pracowała nad tym, aby ich lek był bezpieczny, przenikał do mózgu i był silny, tak aby mógł być stosowany w niskich dawkach. Skupili się również na selektywności, próbując celować tylko w PMS1, bez znacznego wpływu na poziomy innych białek.

Rgenta włożyła wiele pracy w optymalizację swojego wiodącego kandydata. Podczas gdy inne modulatory splicingu, takie jak branaplam, nie są zbyt specyficzne dla HTT i zmieniają poziomy wielu innych celów, oni włożyli wiele pracy w poprawę selektywności swojego leku.

Modulator splicingu opracowany przez Rgenta nazywa się RGT-0474060 (chwytliwe!). Ma on na celu zmniejszenie poziomów PMS1, co ma spowolnić ekspansję somatyczną, a tym samym, miejmy nadzieję, spowolnić początek objawów HD.

Modulatory splicingu mają tendencję do trafiania w wiele celów. Chociaż PMS1 jest głównym celem, wydaje się, że ich lek trafia w 4 inne cele genetyczne. Mimo to, to duża poprawa w porównaniu do modulatorów splicingu pierwszej generacji (takich jak branaplam) w dziedzinie HD, które trafiały w około 50 innych celów!

W różnych typach komórek hodowanych w naczyniu, wydaje się, że RGT-0474060 był w stanie obniżyć poziomy PMS1. Co więcej, RGT-0474060 spowolnił ekspansję somatyczną w komórkach HD, podczas gdy związek kontrolny tego nie zrobił – hurra!

Sprawdzili również zachowanie leku, aby zobaczyć, czy mógłby działać jako codzienna tabletka. Wszystkie te testy wyglądały obiecująco – lek był w stanie trafić w swój cel w modelach zwierzęcych i dostać się do mózgu, a także przeszedł z wyróżnieniem inne oceny porównawcze.

Rgenta przygotowuje się do badań, które wygenerują dane potrzebne do wprowadzenia ich do kliniki i zastanawia się, co będą mierzyć u osób leczonych ich lekiem, aby sprawdzić, czy jest bezpieczny i działa zgodnie z oczekiwaniami. Jest to większe zadanie, niż się wydaje, ponieważ mierzenie zmian w niestabilności somatycznej u ludzi nie jest trywialne!

To wszystko na Dzień 1. Bądźcie na bieżąco z ekscytującymi aktualizacjami dotyczącymi nauki przedstawionej w Dniu 2.