«Ласковый убийца» под прицелом Миравирсена
«Ласковый убийца» под прицелом Миравирсена
SPC3649, или «Миравирсен», – лекарство нового поколения против гепатита С
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: 20 лет прошло с момента открытия первой микроРНК. Еще немногим раньше, в 1989 году, люди научились диагностировать гепатит С, часто называемый «ласковым убийцей». «И как же связаны эти два события?» — спросите вы. А связь в том, что лекарство нового поколения «Миравирсен», чей принцип действия основан на знаниях о микроРНК, будет излечивать людей от этого страшного вируса. Но как исследователи смогли создать такой препарат?
Конкурс «био/мол/текст»-2013
Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2013 в номинации «Лучшее новостное сообщение».
Спонсор конкурса — дальновидная компания Thermo Fisher Scientific. Спонсор приза зрительских симпатий — фирма Helicon.
Открытие
Ровно 20 лет назад, в 1993 году, Виктор Амброс (Victor Ambros) [1] и Гэри Рувкин (Gary Ruvkin) [2] открыли первый ген микроРНК (или на английском miR) lin-4 в геноме нематоды C. elegans, а также показали, что мутация по этому гену приводит к нарушению развития червя во взрослое животное. Их статьи опубликовали в одном номере журнала Cell [1], [2]. Долгое время lin-4 считался неясной аномалией генома, пока в 2000 году не обнаружили малую регуляторную РНК let-7. Искусственного заблокировав функции let-7, можно получить червей, у которых не происходит формирования энтодермы при одновременной активации формирования мезодермы и эктодермы из эмбриональных стволовых клеток [3]. С этого момента исследователи окончательно осознали, что микроРНК не просто транскрипционный «шум», а важный регулятор в клетке, и занялись поиском аналогичных элементов в геномах дрозофилы, человека и т.д. К 2011 году у животных, растений и вирусов было аннотировано 18226 микроРНК, включая 1921 в человеческом геноме [4]. Не правда ли, неплохой результат за 10 лет исследований? (Более подробно про механизмы работы и классификацию микроРНК «биомолекула» уже писала: «Обо всех РНК на свете, больших и малых» [5]).
Locked nucleic acid
Вот небольшое отступление, касающееся инструментов, которые используются в работе с микроРНК. В 1998 году исследователь Кошкин добавил к инструментарию молекулярной биологии технику создания «закрытых» нуклеиновых кислот [6] (LNA — locked nucleic acid). Что же кроется за этим названием?
Рисунок 1. Общая формула LNA — locked nucleic acid. При замене X на кислород, а Y — на серу, получают так называемые фосфоротиоатные «закрытые» нуклеотиды.
В последующие годы ученые активно использовали LNA в нозерн-блоттинге, in situ-гибридизации, а также whole-mount in situ-гибридизации, что привело в 2006 году к появлению такого термина как antimiR. АнтимиР-ами были названы LNA-аналоги антисмысловых олигонуклеотидов, способные ингибировать функцию микроРНК в культуре клеток [7]. В основе этого ингибирования лежит принцип Уотсон-Криковских взаимодействий.
Например, ослабление функций miR-14 существенно увеличивает общее содержание триацилглицеридов; miR-278 осуществляет контроль продукции инсулина, а делеция miR-278 стимулирует данный процесс; повышенная экспрессия miR-1, специфичной для сердца, ингибирует кардиомиоциты во время его эмбриогенеза и провоцирует аритмогенез [14].
Тут внимание исследователей привлекает miR-122:
Вот так зародилась идея по созданию первого в мире лекарства на основе микроРНК, которое поможет излечиться 170 миллионам людей, зараженным гепатитом С [10]. С этого момента началась история создания «Миравирсена».
В двух словах про гепатит С
Этиология
Впервые вирус гепатита С был обнаружен в 1989 году. По классификации он принадлежит к роду Hepacivirus семейства Flaviviridae. Представляет собой маленький (40-60 нм в диаметре), оболочечный, одноцепочечный, +РНК вирус. Состоит из РНК, помещенной в икосаэдрический белковый капсид, который, в свою очередь, защищен липидной оболочкой (рис. 2). Геном вируса состоит из единственной открытой рамки считывания длиной примерно 9600 п.н.о. (рис. 3). Известно 6 генотипов с подтипами и квазивидами гепатита С. Распространение того или иного вида зависит от географического расположения [9].
Рисунок 2. Строение вирусной частицы гепатита С
Рисунок 3. Структура генома вируса гепатита C. Геном состоит 5′- и 3′-НТО и областей со структурными (C, E1, 2) и неструктурными (NS1, 2, 3, 4A,4B, 5A, 5B) белками. Особый интерес для исследователей представляют 5′-НТО и NS3, 4A.
Эпидемиология
По данным ВОЗ, более 170 миллионов человек инфицированы гепатитом С, что составляет 3% всего населения Земли. Чаще всего вирус гепатита С передается при воздействии инфицированной крови. Это может происходить следующими путями (информация с сайта ВОЗ [13]):
Острое инфекционное состояние. Во время острой фазы, которая длится около полугода, у 60–70% инфицированных не развивается никаких симптомов, что затрудняет своевременную постановку диагноза. 15–25% инфицированных смогут избавиться от вируса самостоятельно, у остальных гепатит С перейдет в хроническую стадию. Хроническое состояние также бессимптомно, пока не станут заметны явные повреждения в печени. В итоге болезнь обнаруживают, когда пациент страдает от цирроза, рака печени или вовсе полного отказа органа. Поэтому в народе гепаптит С окрестили «ласковым убийцей». По данным эпидемиологических исследований на гепатит С вместе со своим «собратом» гепатитом В приходится ¾ всех болезней печени.
Лечение
Золотым стандартом лечения на данный момент принят пегинтерферон-α (интерферон-α+полиэтиленгликоль) в комбинации с рибавирином. Из побочных эффектов: зуд, заложенность носа. Основные проблемы пегинтерферонов и рибавирина — это высокая заболеваемость, симптомы как при гриппе, усталость. Такие побочные эффекты, конечно, никому не нравятся, так как снижают качество жизни, работоспособность. Люди часто отказываются от лечения, особенно в бессимптомный период, что сводит возможность выздоровления к минимуму.
Но арсенал фармацевтических компаний этим не исчерпываются. В 2011 году на рынок поступили новые препараты: ингибиторы вирусной протеазы NS3/4A Incivek® (телапревир) и Victrelis® (боцепревир) [9]. Протеазные ингибиторы могут служить субстратами для цитохрома Р-450, а такие «пересечения» в метаболических цепочках приводят к нежелательным взаимодействиям между веществами. Само по себе создание и производство подобной протеазы было задачей непростой и дорогостоящей. Для нашей страны цена препарата неподъёмная (рис. 4): курс телапревира стоит 250 тысяч рублей! И завершающая ложка дегтя: эти препараты вызывают анемию, что очень отдаляет их от идеала.
Рисунок 4. Цена Incivo® (телапривира) в интернет-магазине в 2019 году
«Миравирсен». Доклинические исследования
«Миравирсен» (продукт компании Santaris Pharma) представляет собой LNA-antimiR™ олигонуклеотид, которому присвоено название miravirsen sodium (соль натрия — желтовато-белый гигроскопичный порошок). Его состав — восемь D-oxy-LNA и семь ДНК-нуклеотидов в следующей последовательности: 5′-mC-c-A-t-t-G-T-c-a-mC-am-C-t-mC-mC-3′ (заглавные буквы — LNA, строчные — ДНК).
| Молекулярная формула | C151H171N49Na14O83P14S14 |
| Молекулярный вес | 5204,65 г/моль |
| Название молекулы | SPC3649 |
miR-122 — самая распространенная микроРНК в гепатоцитах — регулирует образование энергии, липидный и стероидный обмен и репликацию гепатита С. miR-122 — жизненно важный фактор для вируса: без нее гепатит С не способен эффективно размножаться. Интересный факт: если сделать инъекцию miR-122 в негепатоцитные клетки, то вирус гепатита С станет реплицироваться и там.
Как же miR-122 взаимодействуют c геномом гепатита С? Известно, что +РНК вируса содержит два практически идентичных сайта — S1 и S2, — расположенные в 5′-нетранслируемой области (НТО) вирусного генома (рис. 5а). Они связываются с двумя miR-122, и образовавшийся комплекс защищает вирусную РНК от нуклеаз и иммунной системы в гепатоцитах (рис. 5б). Сайты для связывания miR-122 сохраняют свою консервативность среди всех известных генотипов и подтипов гепатита С.
Рисунок 5. Механизм действия miR-122 и «Миравирсена». а — В 5′-НТО генома гепатита С расположены два сайта, комплементарные miR-122, — S1 и S2. С ними и взаимодействует микроРНК, стимулируя репликацию. б — «Миравирсен» образует комплекс с miR-122, которая таким способом становится недоступной вирусу.
Другие «олиги»
«Миравирсен» далеко не уникальный в своем роде лекарственный препарат. В разработке сейчас находится еще десяток олигонуклеотидов, чей принцип действия основан на ингибировании соответствующих микроРНК. Например, «Мипомерсен» ингибирует экспрессию аполипопротеина В-100 в печени и применяется в лечении семейной гиперхолестеринемии [8].
«Миравирсен» синтезирован таким образом, чтобы специфически подавлять miR-122, образуя дуплекс. Как только miR-122 становится недоступной для вируса, его распространение полностью подавляется.
Окончательный вариант формулы появился не сразу. Во-первых, создали небольшую библиотеку олигонуклеотидов длиной 13–16 нт с минимальной температурой плавления 60 °C. Во-вторых, исключили комплементарность первого нуклеотида микроРНК, так как исследования показали, что этот нуклеотид «прячется» в особом сайте белка Argonaute. В-третьих, чтобы предотвратить возможное разрезание комплексом RISC (RNA-induced silencing complex [5]) потенциальных сайтов, были введены замены на LNA-нуклеотиды. Не забыли и про PS-скелет и комплементарность 5′-НТО вирусного генома. После экспериментов на человеческих линиях клеток гепатотоцитов в лидеры вышел олигонуклеотид под названием SPC3649. Именно SPC3649 вошел в историю под названием «Миравирсен».
Первым делом новый препарат испробовали на мышах, и весьма успешно. Животным вкалывали внутрибрюшинно от 12,5 до 75 мг/кг/доза два раза в неделю и через четыре недели достигли ингибирования miR-122. Тем временем исследователи обратили внимание, что параллельно с miR-122 в плазме крови снижается уровень холестерина (на 30–40%) и сочли, что это очень удобный биомаркер [8]. Исследования на животных и некоторых приматах не выявили побочных эффектов. Итак, краткосрочное ингибирование miR-122 было признано безопасным [8].
«Миравирсен». Клинические исследования
В 2010 году канадская фармацевтическая компания Santaris Pharma A/S приступила к клиническим испытаниям на пациентах, инфицированных гепатитом С. По данным от мая 2013 года «Миравирсен»™ находится на стадии IIa клинических испытаний. Уже известно, что у четырех из девяти пациентов после курса инъекций «Миравирсена» РНК вируса в крови не обнаруживалась (рис. 6); серьезных побочных эффектов при этом не выявлено [11]. Предполагается, что препарат будет необходимо принимать раз в несколько недель [8].
Рисунок 6. Клинические испытания «Миравирсена». На графике представлены четыре группы пациентов, принимавших участие в клинических испытаниях: плацебо, 3, 5 и 7 мг/кг. Хорошо заметны: а) положительная динамика при высоких концентрациях и б) падение титра вирусной РНК.
По оценкам маркетологов, цена лекарства будет доступной благодаря простоте LNA-технологий. С их помощью можно синтезировать вещество в больших количествах и дешево. К 2018 году ожидается настоящая сенсация, когда «Миравирсен»™ появится на полках аптек.
Почему гепатит С называют ласковым убийцей?
У медиков своеобразное чувство юмора. Так, растущие на питательных средах колонии бактерий чумы им видятся как «смятый кружевной платочек». А смертельно опасному вирусному заболеванию печени, Гепатиту С, дали название — «ласковый убийца».
О чем я узнаю? Содержание статьи.
Как открыли заболевание?
С такой болезнью, как желтуха, человечество знакомо очень давно. Упоминание о ее заразной форме встречается в трудах Гиппократа, датированных V веком до н.э..
Вирусная природа заболевания определена 90 лет назад. В 1937 году ученые из США, Findlay и McCallum, изучали вспышку желтухи у пациентов, привитых против желтой лихорадки. Вакцина была изготовлена из сыворотки крови человека. Дальнейшие исследования, в том числе в СССР в 1940г, подтвердили заражение гепатитами посредством крови инфицированных людей. Учеными велись работы по идентификации возбудителя, вирус выращивали на куриных эмбрионах, заражались лабораторные животные и добровольцы.
В 1967 году был определен «австралийский» антиген в крови больных лейкемией, синдромом Дауна и гепатитами. В 1973 году точно определили связь между гепатитами и наличием антигена, а еще через 2 года идентифицировали антигены вирусного гепатита В.
Какое-то время считали, что гепатитов 2 вида: А и В. После серий заражения пациентов препаратами крови, проверенной на маркеры гепатита В, стало ясно, что существует еще группа заболеваний, не определяемая на этом этапе развития диагностики. Эти гепатиты называли «ни А, ни В» до тех пор, пока не выявили антигены гепатита С – «ласкового убийцы» — в 1989г. Затем идентифицировали типы D, E и F.
Почему назвали «ласковым убийцей»?
Гепатит С – коварная своей «незаметностью» болезнь. Острые формы заболевания с манифестными, яркими проявлениями встречаются врачам редко. Попадая в организм, «ласковый убийца» практически не причиняет хозяину неудобств. Ретроспективно больные могут вспомнить, что чувствовали беспричинную слабость, вялость, подташнивание, снижение аппетита, отмечали невысокую температуру.
Для гепатита С характерны легкие формы заболевания, протекающий преимущественно без пожелтения кожи и склер (белков) глаз.
Организм человека самостоятельно победить болезнь практически не в силах, самостоятельно выздоравливают только 15% инфицированных гепатитом С. Через 6 месяцев от попадания инфекционного агента в кровь болезнь переходит в хроническую форму.
Размножаясь, вирус «ласкового убийцы» захватывает все новые и новые клетки печени. Репликация (размножение) вирионов постепенно убивает гепатоциты, на их месте образуется фиброзная ткань, печень перестает правильно работать. На этом этапе необратимых изменений пациент, как правило, и обращается к врачу.
Исходы вирусного гепатита С – цирроз и рак печени, диагностируемые на 3-4 стадиях заболевания. Так «ласково», незаметно, исподволь болезнь убивает пациента, оправдывая свое название.
Особенности вируса гепатита С
Вызывает болезнь РНК-содержащий, покрытый оболочкой вирус. У него всего один ген, заключающий в себе шифр к 9 белкам. Они отвечают за проникновение в клетку печени и воссоздание вирусных частиц внутри нее.
Затем «ласковый убийца» берет на себя управление функциями гепатоцита. Вирусный захватчик заставляет клеточные структуры работать только на себя, производя его белки и РНК. Вновь созданные частицы «убийцы» выходят в кровь и захватывают новый полигон – очередную клетку печени. Отработанный гепатоцит замещается соединительной тканью.
Ласковый убийца обладает особенностями, делающими его неуязвимым для иммунной системы. Геном часто мутирует, создавая новые оболочечные белки. Антитела «не узнают» лицо врага и не разрушают захватчика. Кроме того, в организме человека поселяются несколько очень похожих подтипов – квазивидов. Пока иммунная система научится опознавать и разрушать один тип вируса, второй занимает его место и продолжается разрушение печени.
У «ласкового убийцы» — гепатита С — известно 6 генотипов и несколько десятков подтипов. Подтипы распространены в определенных странах и отличаются степенью насыщенности крови вирусом, устойчивостью к лечению.
Группы риска
Заражение происходит только при попадании вируса «ласкового убийцы» в кровоток здорового человека с частичками крови носителя или больного.
В группы риска входят:
Среди медицинских работников к группе самого высокого риска отнесены сотрудники отделений гемодиализа и гематологии, на втором месте – те, кто работает в хирургии, реанимации и в лабораториях. Реже «ласковым убийцей» инфицируется персонал терапевтических отделений.
Пути передачи
Вирусом «ласкового убийцы» заражаются при:
«Горизонтальные» пути передачи (от пациента к пациенту) преобладают над «вертикальным» (от матери к ребенку). У половины больных не удается определить факт парентерального заражения. В этих случаях предполагают инфицирование через случайную травму кожи — контактно-бытовой путь заражения.
Симптомы «ласкового убийцы»
От момента попадания вируса в кровь до развития болезни проходит от 20 до 150 дней, наиболее частая продолжительность инкубационного периода – 40-50 дней.
Острая манифестация признаков заболевания – редкое явление. Преобладают безжелтушные формы с легким течением. Незаметное начало «ласкового убийцы» способствует хронизации процесса.
При развитии хронического гепатита С он протекает в двух вариантах:
Симптомы «ласкового убийцы»:
На приеме врач определяет умеренное увеличение и уплотнение печени и селезенки при пальпации. Лабораторные исследования подтверждают нарушение функций печени. Характерной особенностью являются небольшие изменения в показателях. Уровень АЛТ повышается волнообразно, периодически снижаясь до нормальных цифр.
Излечим ли гепатит С?
Лечение «ласкового убийцы» — проблема не только медицинская, но и социальная. Поиск эффективных лекарств не прекращается. Основной препарат в России, используемый для лечения — рекомбинантный альфа-2b-интерферон. Чаще его сочетают с рибавирином.
Применение альфа-интерферона обладает рядом недостатков:
Побочные явления, вынуждающие врачей отменить лекарство:
Оценивают излечение по отсутствию вируса в крови методом ПЦР через 6 мес после окончания лечения.
Несмотря на определенные сложности, длительность и высокую стоимость лечения, полное избавление от гепатита С возможно.
«Ласковый убийца» гепатит С является опасным инфекционным заболеванием. В мире им болеют 170 миллионов человек. Тем не менее, болезнь излечима. Для успешного избавления от вируса необходимо не только получать лекарственные препараты, но и соблюдать все рекомендации врача относительно диеты, образа жизни и избавления от вредных привычек.
«Ласковый убийца»: что гепатит С делает с печенью и как распознать его при первых симптомах?
Чем опасен гепатит С, как им можно заразиться, и правда ли, что современные медпрепараты позволяют полностью излечить инфицированного? Рассказываем в нашем материале.
Что такое гепатит С
Гепатит C или «ласковый убийца» (так иногда называют недуг в народе) — болезнь печени, которую вызывает вирус гепатита C (ВГС). Вначале симптомы могут не проявляться, однако со временем работа жизненно важного органа полностью нарушается, что может привести к летальному исходу. Потому болезнь и получила такое название.
Вирус гепатита С обычно проявляется в двух формах: острой или хронической.
Острая инфекция ВГС чаще всего бессимптомная и лишь иногда приводит к угрозе для жизни. Около 15%–45% инфицированных людей, переживающих острую стадию заболевания, избавляются от вируса в течение полугода после заражения. Причем — без какого-либо лечения. Способность победить болезнь в этом случае зависит от состояния иммунитета и образа жизни инфицированного.
Но 60%–80% больных переходят к хронической стадии заболевания, и в этом случае речь идет о серьезном пожизненном заболевании. У людей с хронической инфекцией вируса гепатита С риск цирроза печени составляет около 15%–30%. Болезнь развивается, как правило, в пределах 20 лет.
Чем опасно заболевание
Когда «болячка» переходит в хроническую стадию, начинают разрушаться клетки печени, и со временем она может полностью утратить функциональность.
В организме это работает так: иммунная система каждого из нас запрограммирована на поиск нездоровых (инфицированных) клеток. Она ведет себя так и в отношении клеток печени, которые поражены вирусом гепатита. При этом клетки печени достаточно хрупкие, а потому быстро гибнут в период этого «сражения». Основные функции органа нарушаются.
Соответственно, чем лучше работает иммунная система, тем больше клеток печени повреждается.
Как можно заразиться гепатитом С
Вирус гепатита С — гемотрансмиссивный, т.е. заразиться можно при контакте даже с небольшим количеством крови. Например:
Как заразиться нельзя:
Симптомы проявления болезни
Острое развитие гепатита С в подавляющем большинстве случаев проходит практически бессимптомно. Характерен лишь астенический синдром — беспричинная слабость, быстрая психическая и физическая утомляемость.
Многие люди списывают подобное состояние на авитаминоз или простуду, переутомление, потому и не задумываются о сдаче анализов. А это крайне важно: при своевременном обращении доля излечившихся доходит до 98%.
Иногда (не более 20%) зараженных гепатитом С могут ощущать:
Иногда к этим симптомам прибавляются такие, как:
Если болезнь из острой стадии перешла в хроническую, то спустя годы, она превращается в стадию декомпенсации ( нарушения нормального функционирования органа, в частности, печени — прим. ред. ). Тогда могут появиться:
Как диагностируется заболевание
На начальной стадии заболевания гепатит С, как правило, проходит бессимптомно. Именно поэтому если человек заразился, условно, месяц назад, диагноза не будет.
Нередко пациент узнает о болезни случайно, сдав кровь на антитела и антигены вируса гепатита С. Например, при подготовке к операции или при расширенных обследованиях организма.
Если результат анализа на антитела и антигены ВГС положительный, то врач назначает еще один скрининг. Это необходимо, чтобы подтвердить или опровергнуть хроническую инфекцию. Проводится новый анализ крови. В частности, специфический тест, который позволяет узнать присутствие в организме РНК вируса (рибонуклеиновой кислоты), т.е. его концентрацию.
Если в результате этих анализов у пациента диагностируется хроническая инфекция гепатита С, следует еще один этап диагностики. В частности, медики определяют степень поражения печени. Это делается с помощью неинвазивных медицинских методов, например, молекулярной диагностики. Метод позволяет узнать о стадии фиброза. Что касается биопсии, то такая процедура проводится сегодня крайне редко.
Острая инфекция вируса гепатита С, как правило, не требует лечения. Около 30% заболевших благодаря хорошей работе иммунитета избавляются от болезни в течение 6 месяцев. Другое дело, что в острой стадии болезнь почти никогда не обнаруживается, ведь она — бессимптомна. Остальные 70% заболевших переходят к хронической стадии заболевания.
По данным ВОЗ за 2018 год, рекомендуется проводить терапию в хронической стадии на основе специальных пангенотипных препаратов прямого противовирусного действия (ПППД).
Курс лечения занимает от 12 до 24 недель и считается коротким. Однако пангенотипные препараты весьма дорогостоящие.
Как сообщает информагентство «Минск-Новости», с 2018 года в нашей стране существуют белорусские дженерические противовирусные препараты прямого действия ( лекарственные средства, содержащее химическое вещество — активный фармацевтический ингредиент, идентичный запатентованному компанией — первоначальному разработчику лекарства ). Их стоимость ниже, а потому они доступны подавляющему большинству заболевших.
Кроме того, Беларусь поддерживает Программу ВОЗ по ликвидации вирусного гепатита С к 2030 году. Борьба с гепатитом С проходит в основном за счет средств государственного бюджета. Порядка 3000 минчан с хроническим гепатитом С приняли помощь и уже избавились от болезни.
Кроме того, с 2009 года на базе Минской городской инфекционной больницы открыт Минский городской центр инфекционной гепатологии. Специалисты готовы ответить на любые вопросы заболевших.
Что будет с печенью, если не лечить гепатит С
Если не лечить хроническую инфекцию гепатита С, то больной в большинстве случаев получит цирроз или рак печени.
По оценкам ВОЗ, в 2016 г. от ВГС умерли приблизительно 399 000 человек, главным образом от цирроза печени и гепатоцеллюлярной карциномы (первичного рака печени).
Полное излечение существует!
Сегодня есть возможность полностью избавиться от болезни. Противовирусные препараты позволяют добиться этого в более чем 95% случаев. Это снижает риск смертности от цирроза или рака печени. К сожалению, доступность к обследованиям и лечению все равно низкая.
Плюс сегодня еще не существует профилактической прививки от гепатита С, ученые лишь работают над ее созданием.
Вирус гепатита С давно перестал быть заболеванием, связанным только с наркоманией. Теоретически, при несоблюдении перечисленных выше правил безопасности заразиться может каждый. Однако стоит помнить, что сегодня заболевание — излечимо. Противовирусные препараты позволяют добиться этого более чем в 95% случаях. Естественно, при условии обнаружения на ранней стадии. Вот почему при малейшем подозрении на заражение лучше сдать кровь и помнить, что инкубационный период болезни в среднем длится 150 суток.