Chimeric complex and its therapeutic uses

Mercato

Il mercato dei farmaci basati sull’RNA è in espansione, un report pubblicato dall’Allied Market Research prevede un aumento di $1.2 miliardi del mercato globale entro la fine del 2020 e 10 miliardi entro il 2024.

I farmaci basati sull’RNA comprendono i vaccini a RNA, RNA antisenso, miRNA, siRNA e gli aptameri. Queste molecole possono essere utilizzate per la cura del cancro, di malattie croniche, disordini genetici rari e malattie cardiovascolari. Il primo farmaco a RNA approvato dall’FDA è stato il Macugen nel 2004, un aptamero per la cura della degenerazione della macula.

Di 431 farmaci a RNA studiati in questo momento: il 63% sono in stadio di sviluppo pre-clinico, il 32% sono in fase I o II dei clinical trials, il 3% in fase III e 5 farmaci sono in attesa delle decisioni regolatorie. Tra questi circa un terzo sono farmaci per le malattie oncologiche.

Limiti attuali tecnologie / Soluzioni

Le terapie attualmente in uso nel trattamento dei tumori (chemioterapici e molecole inibitorie) non sono in grado di discriminare tra cellule sane e malate, colpendo indiscriminatamente anche le cellule sane, con conseguenti effetti tossici per il paziente. Tra gli effetti collaterali osservati nelle terapie tradizionali annoveriamo la stanchezza, l'anemia, le infezioni, la formazione di lividi o piccole emorragie, la perdita dei capelli, la nausea, il vomito, la diarrea, lo sviluppo di problemi di tipo cognitivo e la cardiotossicità. Una terapia che colpisca in modo selettivo le cellule tumorali evita gli effetti collaterali appena elencati.

Inoltre, le terapie menzionate possono portare allo sviluppo di resistenza, un processo tale per cui le cellule neoplastiche non rispondono più ai farmaci antitumorali. Questo accade perché le cellule sensibili al farmaco muoiono, mentre le cellule staminali tumorali possono avere acquisito delle mutazioni genetiche che le portano alla resistenza. Col tempo queste cellule riprendono a moltiplicarsi generando un tumore resistente alla terapia, con conseguente ripresa della malattia e morte del paziente.

Tecnologia e nostra soluzione

Nonostante gli studi pre-clinici su alcuni miRNA abbiano fornito risultati promettenti da un punto di vista terapeutico, al momento, non ci sono terapie cliniche approvate basate sull’utilizzo di miRNA come molecole bersaglio. A tale scopo servono molecole specifiche ed efficaci soltanto sui miRNA deregolati nelle cellule tumorali, evitando di colpire le cellule normali e, riducendo in questo modo gli effetti collaterali. Con questo intento, abbiamo generato un aptamero chimerico, axl-miR-148b (axl-148b), in cui l’anti-metastatico miR-148b è stato unito ad un aptamero che riconosce in modo specifico l’oncogene axl. Gli aptameri sono oligonucleotidi (RNA o DNA) che si ripiegano in una particolare struttura 3D che permette loro di legarsi con grande affinità e specificità a molecole bersaglio, inoltre possono essere legati ad altre molecole dando origine a composti chimerici e comportandosi quindi da trasportatori. Quindi, se sulla superficie della cellula bersaglio sarà presente il recettore contro cui è diretto l’aptamero, il complesso chimerico verrà internalizzato e la molecola secondaria sarà rilasciata nella cellula, dove potrà svolgere il suo effetto terapeutico. Al contrario, se il bersaglio dell’aptamero non sarà presente sulla superficie della cellula, il complesso chimerico non riconoscerà tale cellula e non svolgerà alcun effetto. Il coniugato axl-148b si comporta esattamente in questo modo. Infatti, l’aptamero è diretto contro axl, un recettore di superficie espresso ad alti livelli dalle cellule tumorali, ma non dalle cellule normali dell’organismo. Pertanto, le cellule che non esprimono axl, non sono in grado di internalizzare axl-148b, di conseguenza, in esse non si osserverà nessun effetto. In seguito all’interazione tra l’aptamero e axl, il miR-148b viene internalizzato e rilasciato all’interno della cellula dove può svolgere la sua funzione anti-metastatica operando su specifici bersagli e inibendo la migrazione e l’invasione cellulare delle cellule positive per axl. Axl-148b è anche in grado di inibire la formazione delle mammosfere, e quindi blocca le cellule staminali, induce apoptosi e necrosi del tumore e blocco della formazione di metastasi, se iniettato all’interno della massa primaria in topi (in melanoma e tumore al seno). A sottolineare la specificità del coniugato axl-148b è il fatto che la molecola non funziona su cellule che non esprimono axl. Da notare che già l’aptamero anti-axl, di per sé, è in grado di inibire la metastatizzazione delle cellule tumorali e, di conseguenza, può ulteriormente incrementare l’azione protettiva del miR-148b.

Roadmap

Da quanto presentato, è evidente che il coniugato axl-148b ha una grande potenzialità nel trattamento delle neoplasie associate alla presenza di axl e alla ridotta espressione del miR-148b. Attualmente abbiamo dimostrato la sua azione anti-metastatica in vitro e in vivo attraverso una somministrazione locale. Occorre, però, rendere la molecola più stabile e diminuire la sua eliminazione renale in modo che possa essere somministrata endovena, requisito fondamentale per il trattamento dei pazienti oncologici. Le nucleasi presenti nel sangue, tendono infatti a degradare le sequenze nucleotidiche di cui gli aptameri sono composti, rendendo la vita dei coniugati assai breve. E’ però possibile migliorare la sua stabilità effettuando delle modifiche chimiche sui nucleotidi. Inoltre, si possono aggiungere unità di PEG o colesterolo per aumentare il peso molecolare della molecola e, quindi, diminuirne la clearance renale. Nel coniugato axl-148b sono già presenti nucleotidi modificati quali le 2’-fluoropirimidine e le metilpurine, ma non in numero sufficiente in quanto la stabilità in presenza di siero umano è di sole 8 ore. L’aggiunta di ulteriori modifiche ci permetterà di ottenere un composto molto più stabile da somministrare per via sistemica. Dopo la stabilizzazione sarà poi necessario proseguire con esperimenti preclinici in modelli murini in modo da procedere al successivo trasferimento alla clinica. Il TRL iniziale è quindi di 3 e può arrivare a 4-5 in seguito alla stabilizzazione del complesso. Da un punto di vista geografico, la copertura può essere mondiale dal momento che i tumori studiati sono presenti in tutto il mondo, con una possibilità di ampliare la copertura non solo per il cancro al seno e il melanoma, ma anche per altre neoplasie.

1-5 Mesi: CERCHIAMO COLLABORATORI PER SINTETIZZARE LE SEQUENZE

5-12 Mesi: CERCHIAMO COLLABORATORI PER STUDIARE LA TOSSICITA’, FACRMACOCINETICA, FARMACODINAMICA E BIODISTRIDUZIONE DELLA MOLECOLA IN TOPI E ALTRI MODELLI ANIMALI

12-24Mesi: CERCHIAMO COLLABORATORI PER L’ORGANIZZAZIONE DEI CLINICAL TRIAL