可顯著改善上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元軸突和分支,美國(guó)西北大學(xué)公布ALS新型小分子最新數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)明年進(jìn)入臨床I期
肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS,也稱 “漸凍癥”)是一種不可逆的致死性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病,目前尚無(wú)根治性方法,已被世衛(wèi)組織列為全球五大絕癥之一。
近日,美國(guó)西北大學(xué)的研究人員發(fā)表了一項(xiàng) ALS 藥物分子(NU-9 )的最新研究,研究顯示,與 FDA 批準(zhǔn)的兩種 ALS 藥物利魯唑或依達(dá)拉奉相比,NU-9 更顯著延長(zhǎng)了 SOD1 突變 ALS 小鼠模型中病變上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元(UMN)的軸突,這進(jìn)一步證明了 NU-9 治療 ALS 的效果更好。同時(shí),他們還發(fā)現(xiàn) NU-9 與現(xiàn)有獲批藥物聯(lián)用延長(zhǎng) UMN 軸突的效果更佳。相關(guān)結(jié)果已于近日發(fā)表在 Scientific Reports 上。UMN 的一部分,負(fù)責(zé)連接大腦和脊髓并形成皮質(zhì)脊髓束。大多數(shù)神經(jīng)退行性疾病與神經(jīng)細(xì)胞軸突退化相關(guān),一旦軸突退化或則受損,信號(hào)則無(wú)法通過(guò)神經(jīng)細(xì)胞傳遞,軸突變性是導(dǎo)致 UMN 受損的重要因素。
官方通稿指出,NU-9 是首個(gè)能夠改善病變 UMN 持續(xù)退化的在研化合物,UMN 病變被視為導(dǎo)致 ALS 的關(guān)鍵因素。(來(lái)源:Scientific Reports)該藥物分子由西北大學(xué) Patrick G. Ryan/Aon 教授 Richard B. Silverman 發(fā)明,動(dòng)物研究由西北大學(xué) Feinberg 醫(yī)學(xué)院神經(jīng)病學(xué)副教授 P. Hande Ozdinler 博士開(kāi)展。P. Hande Ozdinler 實(shí)驗(yàn)室專注于導(dǎo)致 UMN 早期易受損和進(jìn)行性退化的細(xì)胞和分子機(jī)制,還關(guān)注開(kāi)發(fā)有效的治療方法以及生物標(biāo)志物。Richard B. Silverman 是西北大學(xué)的化學(xué)系教授,研究方向集中在潛在藥物的分子作用機(jī)制、合理設(shè)計(jì)和合成,重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域是針對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的基礎(chǔ)研究,包括帕金森病、腦癱、ALS、成癮和癲癇。他曾發(fā)明了重磅炸彈藥物 Lyrica(由輝瑞銷售),該藥于 2004 年獲批上市,曾被評(píng)為 “2007 年十大醫(yī)學(xué)進(jìn)步之一”,是全球最暢銷的鎮(zhèn)痛藥之一。▲圖 | 從左到右依次為 P. Hande Ozdinler、Richard B. Silverman(來(lái)源:西北大學(xué)官網(wǎng))“評(píng)判一款針對(duì) ALS 的藥物是否有效,關(guān)鍵在于該藥物能否改善神經(jīng)元軸突生長(zhǎng)和功能,這對(duì)于連接大腦和脊髓以及恢復(fù)患者退化的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元回路非常重要?!?P. Hande Ozdinler 說(shuō)。可顯著改善 UMN 軸突和分支化,聯(lián)用效果更佳
2014 年,美國(guó) ALS 協(xié)會(huì)在社交媒體發(fā)起 “冰桶挑戰(zhàn)” 活動(dòng),后續(xù)把該活動(dòng)籌集到的部分資金用于資助針對(duì) ALS 的研究,其中就包括西北大學(xué) P. Hande Ozdinler 研究團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是找出處于 ALS 兩個(gè)不同階段中健康和易受損運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的蛋白質(zhì)圖譜,并分析清楚在健康和病變神經(jīng)元中哪些蛋白質(zhì)發(fā)生了變化,并以此確定致病靶點(diǎn)。幾年后,P. Hande Ozdinler 團(tuán)隊(duì)取得了一定進(jìn)展,他們發(fā)現(xiàn)在線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中某些蛋白質(zhì)及其功能發(fā)生改變,涉及到生成性的蛋白質(zhì)以及如何以正確方式折疊。基于這一認(rèn)知, 西北大學(xué)的研究人員篩選并測(cè)試了 50,000 多種化合物,通過(guò)對(duì)這些化合物化學(xué)性質(zhì)等的優(yōu)化,最終篩選出了 NU-9。通稿指出,NU-9 是一種環(huán)己烷 - 1,3 - 二酮類化合物( cyclohexane-1,3-dione)的類似物,無(wú)毒且可穿過(guò)血腦屏障。在 2021 年 2 月發(fā)表的研究中,該團(tuán)隊(duì)指出,NU-9 改善了 ALS 患者 UMN 病變的兩個(gè)重要因素,即細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊和蛋白質(zhì)聚集。研究顯示,在兩種不同的 ALS 小鼠模型中,經(jīng)過(guò) 60 天的治療,NU-9 化合物能夠明顯阻止神經(jīng)元退化,且病變神經(jīng)元還可以恢復(fù)到與健康神經(jīng)元相似的狀態(tài)。(來(lái)源:Clinical and Translational Medicine)由此,該團(tuán)隊(duì)確定該分子可以通過(guò)阻止上神經(jīng)元退化改善病變的 UMN 狀態(tài)。隨后,研究團(tuán)隊(duì)著手完成更詳細(xì)的毒理學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)研究。在最新的研究中,西北大學(xué)團(tuán)隊(duì)將 NU-9 與 FDA 批準(zhǔn)的兩種 ALS 藥物利魯唑和依達(dá)拉奉進(jìn)行對(duì)比,尤其是分析了這幾種藥物分子改善病變 UMN 軸突生長(zhǎng)、軸突側(cè)支發(fā)育和分支發(fā)育的能力。UMN 軸突延長(zhǎng)、軸突分支以及樹(shù)枝化的增加是評(píng)估神經(jīng)元健康狀況改善的重要指標(biāo)。他們采用了先前確定的最佳活性劑量 NU-9 (400 nM)、利魯唑 (500 nM) 和依達(dá)拉奉 (1 μM) 。研究發(fā)現(xiàn),在添加 NU-9 的培養(yǎng)基中顯著提高了 UMN 軸突的平均長(zhǎng)度,具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=?0.0058);利魯唑和依達(dá)拉奉也略微增加了患病 UMN 軸突的平均長(zhǎng)度,不過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異無(wú)顯著意義(P=?0.2749、P=?0.1196);當(dāng) NU-9 與利魯唑或依達(dá)拉奉聯(lián)合添加到培養(yǎng)基時(shí),最長(zhǎng)軸突的平均長(zhǎng)度比單獨(dú)使用任何一種藥物都要長(zhǎng)。▲圖 | NU-9 增強(qiáng)了 mSOD1 突變 ALS 病變小鼠 UMN 的軸突生長(zhǎng)(來(lái)源:Scientific Reports)然后,研究團(tuán)隊(duì)評(píng)估了這些化合物是否能夠改善 UMN 軸突分支以及樹(shù)枝化的發(fā)育。他們發(fā)現(xiàn)利魯唑和依達(dá)拉奉能夠改善 UMN 樹(shù)枝狀化,但改善程度較輕;利用 Sholl 分析(一種分析神經(jīng)元復(fù)雜性的經(jīng)典方法)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),服用 NU-9 小鼠的病變 UMN 不僅延長(zhǎng)軸突,而且分枝和樹(shù)枝化也增加;當(dāng) NU-9 與利魯唑或依達(dá)拉奉聯(lián)用時(shí),UMN 的分支點(diǎn)平均數(shù)量顯著增加。這表明,NU-9 比現(xiàn)有 FDA 批準(zhǔn)的兩種 ALS 藥物更有效。更重要的一點(diǎn)是,NU-9 與這些獲批藥物聯(lián)用時(shí),改善效果更佳。即將推進(jìn)臨床試驗(yàn)
論文中,研究人員對(duì) NU-9 充滿信心,他們希望通過(guò)對(duì) NU-9 的深入分析,為 ALS 和相關(guān)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病制定長(zhǎng)期有效的治療策略。研究人員正在積極推進(jìn) NU-9 的轉(zhuǎn)化研究,其中 NU-9 藥物分子的發(fā)明者 Richard B. Silverman 于 2019 年創(chuàng)辦一家生物制藥初創(chuàng)公司 AKAVA Therapeutics,P. Hande Ozdinler 也是該公司的科學(xué)顧問(wèn)委員會(huì)成員。根據(jù)官網(wǎng)的介紹,該公司專注于開(kāi)發(fā)抑制療法,包括抑制蛋白質(zhì)聚集、抑制酶和腫瘤的生長(zhǎng)。AKAVA Therapeutics 主要的關(guān)注領(lǐng)域涵蓋蛋白質(zhì)聚集抑制劑、鳥(niǎo)氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶 (OAT) 滅活劑、神經(jīng)型一氧化氮合酶 (nNOS) 抑制劑以及 GABA 轉(zhuǎn)氨酶滅活劑。▲圖 | 在研管線(來(lái)源:AKAVA Therapeutics 官網(wǎng))AKAVA Therapeutics 正在推進(jìn) NU-9 分子(在公司稱為 AKV9)的研究工作,目前正在開(kāi)展臨床前動(dòng)物安全性試驗(yàn),包括劑量和毒性評(píng)估,以向 FDA 申報(bào) IND。AKV9 也是當(dāng)前該公司進(jìn)展最快的在研管線。據(jù) Richard B. Silverman 透露,如果動(dòng)物研究進(jìn)展順利并且 FDA 批準(zhǔn), AKV9 有望在 2023 年初進(jìn)入 I 期臨床試驗(yàn),試驗(yàn)將從健康志愿者開(kāi)始。根據(jù) FDA 對(duì)臨床 I 期結(jié)果的審查,該藥物分子的臨床 II 期結(jié)果可能于 2024 年初啟動(dòng),在人體中測(cè)試其治療 ALS 的有效性。“發(fā)現(xiàn)一種新藥并將其推向市場(chǎng)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,可能需要花費(fèi) 10 到 12 年。但是,我們對(duì)這種藥物充滿希望和信心,它有很大的潛力改善 ALS 患者的生活,為 ALS 患者帶來(lái)新希望?!盧ichard B. Silverman 在官方通稿中說(shuō)。值得一提的是,P. Hande Ozdinler 團(tuán)隊(duì)去年底還首次明確提出,腦運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元變性并非脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元變性的結(jié)果。ALS 的治療應(yīng)該靶向腦部,修復(fù)大腦運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元,而不僅限于脊髓,這打破了長(zhǎng)期以來(lái) ALS 疾病始于脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的觀點(diǎn)。該研究還首次表明,UCHL1 基因對(duì)維持大腦運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的健康狀態(tài)十分關(guān)鍵。P. Hande Ozdinler 當(dāng)時(shí)表示,這項(xiàng)研究結(jié)果不僅為 ALS 中的腦運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元作為治療方向提供了合理性,還揭示了第一個(gè)可以幫助這些腦神經(jīng)元恢復(fù)活力的靶基因。她還稱, 這項(xiàng)研究具有重大的臨床意義。未來(lái),或許這一研究也會(huì)在 AKAVA Therapeutics 進(jìn)行轉(zhuǎn)化。- https://news.northwestern.edu/stories/2022/05/new-als-drug-is-more-effective-than-existing-ones/?fj=1
- https://www.nature.com/articles/s41598-022-09332-4
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ctm2.336
- https://www.nature.com/articles/s41434-021-00303-4
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