用于治疗神经肌肉疾病的植物蜕皮素及其衍生物

文档序号:1942408 发布日期:2021-12-07 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 用于治疗神经肌肉疾病的植物蜕皮素及其衍生物 (Phytoecdysone and its derivatives for the treatment of neuromuscular diseases ) 是由 玛蒂尔德·拉蒂伊 皮埃尔·迪尔达 勒内·拉丰 斯坦尼斯拉斯·韦耶 于 2020-03-12 设计创作,主要内容包括:本发明涉及20-羟基蜕皮素及其衍生物,其旨在用于治疗神经肌肉疾病例如脊髓性肌萎缩或肌萎缩侧索硬化,或者更特别地用于治疗在这些神经肌肉疾病的背景下发生的引起肌肉功能改变的特定运动神经元病症。(The present invention relates to 20-hydroxyecdysone and its derivatives intended for the treatment of neuromuscular diseases such as spinal muscular atrophy or amyotrophic lateral sclerosis, or more particularly for the treatment of specific motor neuron disorders causing alterations in muscle function that occur in the context of these neuromuscular diseases.)

用于治疗神经肌肉疾病的植物蜕皮素及其衍生物

技术领域

本发明涉及植物蜕皮素和植物蜕皮素的半合成衍生物用于治疗神经肌肉疾病,特别是婴儿型脊髓性肌萎缩和肌萎缩侧索硬化的用途。

背景技术

神经肌肉疾病的特征在于由运动神经元、神经肌肉接头和骨骼肌构成的运动单元的功能改变。无论疾病的起源如何,神经(如在婴儿型脊髓性肌萎缩或肌萎缩侧索硬化中)或肌肉都会引起患者运动功能的改变,当重要的肌肉受到影响时,该运动功能的改变可从残障到过早死亡。对这些神经肌肉疾病的护理至今仍然是针对症状的,并且就患者的残障水平、这些病理状况的进展性以及他们所需的人力和物质需求而言,这代表了巨大的经济成本。研究和开发使得可以减轻患者的运动症状和依赖性的治疗具有一定的社会和经济利益。

在这些神经肌肉疾病中,有两种被描述为特别地影响运动神经元:婴儿型脊髓性肌萎缩(les amyotrophies spinales infantiles,或SMA),其症状出现在儿童期,以及肌萎缩侧索硬化(sclérose latérale amyotrophique,或SLA),其症状在成年期出现时发生。这两种具有不同原因和临床表现的神经退行性疾病具有共同的进行性肌去神经,导致肌萎缩(Al-Chalabi et Hardiman,2013;Crawford et Pardo,1996)。

婴儿型脊髓性肌萎缩代表遗传来源的儿童死亡的最常见原因,其中患病率为1/6,000至1/10,000出生者(Crawford et Pardo,1996)。根据症状出现的年龄和临床影响的进展,描述了从1型(最严重)到3型(其寿命可大于40年)的三种主要严重程度类型。患有SMA的患者由于分离的或聚集成束的肌纤维的萎缩而具有骨骼肌的对称性疼痛。几乎所有的SMA都具有近端优势,即影响躯干和靠近躯干的肌肉。逐步地,运动缺陷在第一步中扩展至下肢的肌肉,然后在第二步中通过优选地影响伸肌而扩展至上肢的肌肉。尽管具有很大的临床异质性,但遗传分析已经能够证明所有形式的SMA都是由位于染色体区域5q13处的针对运动神经元存活的基因SMN1的突变引起的。

在人基因组中,存在该基因的逆着丝粒拷贝,基因SMN2,其可存在于数个拷贝中(Lorson et al.,1998),但这使得可仅部分地抵消基因SMN1的功能的损失。事实上,SMN2与SMN1有5个核苷酸差异,其中一个在外显子7处,这有利于通过剪接由基因SMN2产生的90%的mRNA将其切除。这种选择性剪接导致产生截短的且不稳定的SMNΔ7蛋白。因此,由基因SMN2产生的蛋白质中仅10%是完整且具有功能的(Vitte et al.,1997;Lefebvre et al.,1997)。因此,已证明了基因SMN2的拷贝数、它们的表达水平与疾病严重程度之间的联系。SMN蛋白是小的普遍存在的蛋白,位于核的离散结构域中,称为螺旋体双子(Gemini ofCoiled Body)的Gem,并且在细胞的胞质中。尽管SMN蛋白具有特定的神经元作用,例如轴突生长(McWhorter et al.,2003)和轴突运输(Akten et al.,2011;Peter et al.,2011),但它也参与普遍存在的功能,例如核核糖核蛋白的生物发生(Buhler et al.,1999;Liu etal.,1997;Zhang et al.,2008)或mRNA翻译的调节(Sanchez et al.,2013)。因此,无论是SMN蛋白的表达,还是其细胞功能,都不能使得直接解释运动神经元的特定变性。

然而,不同动物模型的发展和基础研究的进展已经使得可以证明在神经元处仅Smn基因的条件性缺失不会再现SMA的完整症状也不会再现运动神经元变性(Frugier etal.,2000)。另一些研究描述了SMN蛋白在星形胶质细胞(Rindt et al.,2015)、施万细胞(Hunter et al.,2014)、心脏细胞(Bevan et al.,2010;Heier et al.,2010;Shabadi etal.,2010;Biondi et al.,2010)、肝细胞(Vitte et al.,2004)和血管(Somers et al.,2016)的正常运行中的作用,表明能量代谢在疾病的进展和严重程度中发挥的作用。其他进一步的研究集中于SMA中的运动单元并揭示了特定的神经肌肉接头改变(Kariya et al.,2008;Kong et al.,2009;Muray et al.,2008;Biondi et al.,2008),所述神经肌肉接头是运动神经元存活的重要组成部分。事实上,已证明SMN蛋白通过作用于神经递质囊泡池、突触活动(Torres-Benito et al.,2011)以及接头的成熟(使得其可获得功能并维持其功能的关键步骤)来参与神经肌肉接头的正常运行(Kariya et al.,2008;Biondi et al.,2008)。在另一方面,仅肌细胞中Smn基因的失效会产生严重的肌肉变化(Cifuentes-Diazet al.,2001;Rajendra et al.,2007;Lee et al.,2011),例如严重营养不良(Cifuentes-Diaz et al.,2001)、允许收缩的肌节结构的组织不良(Walker et al.,2008)、肌肉干细胞的正确融合降低(Nicole et al.,2003)以及因此其分化(Shafey et al.,2005)。另外,患有SMA的患者的肌源细胞的某些因子例如建立神经肌肉接触所必需的CANP(钙激活中性蛋白酶,Calcium-Activated Neutral Protease)较少(Fidzianska et al.,1984;Vrbova etal.,1989)。最后,已在体外观察到与SMA肌细胞共培养的运动神经元变性更快(Vrbova etal.,1989)。

迄今为止,为了开发针对SMA的治疗,已考虑了非常不同的方法。目前的研究策略大部分集中于通过提高SMN2基因的表达或修饰剪接SMN2转录来直接或不直接地修饰SMN的表达,或者旨在重新引入正确基因的基因治疗。一些研究专注于通过开发细胞治疗或者通过专注于激活神经保护(奥利索西(Olésoxime))或专注于改善肌肉功能(肌钙蛋白激活剂)而独立于SMN的方法。

尽管在SMA方面进行了数十项临床试验,但迄今为止,仅两种分子被当局批准。

第一种是肌钙蛋白激活剂(CK-2127107),其旨在提高肌节对钙的敏感性,以提高耐力和肌肉功能的表现(Hwee et al.,2015)。该分子最近被美国监管机构指定为SMA的孤儿药(2017年5月)。

第二种是反义寡核苷酸(ASO),其旨在有利于对由SMN2基因产生的转录物的外显子7的包含,从而使得可在鞘内注射之后通过脊髓细胞过表达完整的SMN蛋白(Hache etal.,2016;Chiriboga et al.,2016)。该分子由Biogen公司开发并且命名为诺西那生(Nusinersen),已得到美国和欧洲当局批准并且构成用于投放至市场以治疗1型和2型重度婴儿型脊髓性肌萎缩的治疗性应用的第一分子。无论是在动物模型上(Hua et al.,2010;Passini et al.,2011)还是在重度SMA患者的II期和III期临床试验期间(Finkel et al.,2016),用ASO靶向内含子7获得的第一结果对于这种致命疾病都是非常令人印象深刻并且具有前景的。然而,对于单独和/或长期注射到中枢神经系统的寡核苷酸在体内的使用,仍然存在数个灰色区域。首先,科学界对于患者对这种类型的靶向基因表达的外源性分子的长期耐受性缺乏后见之明。另外,另一些问题涉及在SMN蛋白的大量且不受控制的过表达中的固有风险,SMN蛋白的功能与细胞增殖有关(Grice et al.,2011)。另外,诺西那生的效力似乎更为重要,因为在治疗的开始对疾病的进展进行了提前干预,鉴于诊断时间和家庭的临床病程,难以获得临床情况。最后,在SMA中,重要的是要注意多组织改变在疾病进展中所发挥作用的重要性。然而,诺西那生是不穿过血脑屏障的分子,其通过鞘内途径进行治疗,使得其可仅靶向神经元和胶质细胞而不靶向其他器官,例如肌肉、肝、胰腺和血管系统。因此,它们的改变可限制诺西那生的治疗效果。最后,对于其SMN蛋白的表达水平高得多并且很少参与重要预后的患有3型SMA的患者,尚未批准治疗授权,使这种严重程度在治疗方面成为孤儿。

因此,显示出有必要开发与诺西那生互补的生理学和/或药理学方法以增强其保护作用并尽可能限制患者的临床病程、其依赖性和其临床护理。

植物蜕皮素代表了多羟基甾醇的大家族。这些分子由多种植物物种(蕨、裸子植物、被子植物)产生,并参与这些植物针对害虫的防御。植物界中的大多数植物蜕皮素是20-羟基蜕皮素。

专利FR 3 021 318公开了植物蜕皮素并且更特别是20-羟基蜕皮素(20E)已经成为许多药理学研究的对象。这些研究已经强调了这种分子的抗糖尿病和合成代谢特性。在大鼠体内(Syrov et al.,2000;Toth et al.,2008;Lawrence et al.,2012)和体外鼠肌管C2C12上(Gorelick-Feldman et al.,2008)均观察到其对肌肉中蛋白质合成的刺激作用。在临床研究中已发现上文在动物模型中描述的一些作用,但仍然罕见。因此,20-羟基蜕皮素有利于提高年轻运动员中的肌肉量(Simakin et al.,1988)。最后,法国专利FR 3021318还描述了20-羟基蜕皮素和20-羟基蜕皮素衍生物用于治疗和预防肌少症和肌少症性肥胖的用途(Lafont et al.,2017)。

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