4つのリソソーム貯蔵疾患におけるストップコドンリードスルー治療のためのアミノグリコシドおよび非アミノグリコシド化合物の評価

Evaluation of Aminoglycoside and Non-Aminoglycoside Compounds for Stop-Codon Readthrough Therapy in Four Lysosomal Storage Diseases.

• Marta Gómez-Grau
• Elena Garrido
• Mónica Cozar
• Víctor Rodriguez-Sureda
• Carmen Domínguez
• Concepción Arenas
• Richard A Gatti
• Bru Cormand
• Daniel Grinberg
• Lluïsa Vilageliu

抄録

ナンセンス突然変異は、遺伝性疾患において非常に多く見られます。リードスルー型の薬剤は、このタイプの突然変異によって引き起こされるあらゆる疾患の治療オプションを提供することができます。ゲネチン（Ｇ４１８）およびゲンタマイシンは、最初に記載されたものの一つである。新規化合物が生成されてきたが、改善された結果を示したものはわずかである。PTC124は臨床試験に至った唯一の化合物である。ここでは、まず、サンフィリッポB患者1名、サンフィリッポC患者1名、マロトー・ラミー患者1名の線維芽細胞に対するゲンタマイシンのリードスルー効果を調べた。ARSB活性（Maroteaux-Lamy症例）は治療後、2～3倍の増加を示し、リソソーム内のこの酵素量も増加していることがわかりました。他の２例（サンフィリッポＢおよびサンフィリッポＣ）はゲンタマイシンに反応しなかったので、ゲネチンおよび５種類の非アミノグリコシド（ＰＴＣ１２４、ＲＴＣ１３、ＲＴＣ１４、ＢＺ６およびＢＺ１６）のリードスルー化合物（ＲＴＣ）を使用して治療を延長した。酵素活性レベルでの回復は観察されなかった。しかし、いずれの場合もmRNAの回復が認められ、G418を用いたサンフィリッポB線維芽細胞では2倍近く、RTC14およびPTC124を用いたサンフィリッポC細胞では約1.5倍の増加が認められた。その後、これらの疾患やニーマンピックA/Bの原因遺伝子の7つの変異についてin vitro解析を行い、生成物の一部を評価した。転写・翻訳連成システム(TNT)を用いて、G418を用いたSMPD1変異については、p.W168X変異については0.25μg/mlで35％の回復率を示し、最良の結果が得られた。変異体cDNAをトランスフェクションしたCOS細胞を使用した場合には、異なる程度ではあったが、いくつかの薬剤でほとんどの変異に対して陽性の結果が得られた。ARSB p.W146X 突然変異に対しては、ゲンタマイシンの方が酵素活性の回復率が約2倍高くなっていた。我々の結果は有望であり、他のグループの結果と一致している。より安定した有効性と毒性の少ない化合物を見つけるためには、新規化合物のさらなる研究が必要である。

Nonsense mutations are quite prevalent in inherited diseases. Readthrough drugs could provide a therapeutic option for any disease caused by this type of mutation. Geneticin (G418) and gentamicin were among the first to be described. Novel compounds have been generated, but only a few have shown improved results. PTC124 is the only compound to have reached clinical trials. Here we first investigated the readthrough effects of gentamicin on fibroblasts from one patient with Sanfilippo B, one with Sanfilippo C, and one with Maroteaux-Lamy. We found that ARSB activity (Maroteaux-Lamy case) resulted in an increase of 2-3 folds and that the amount of this enzyme within the lysosomes was also increased, after treatment. Since the other two cases (Sanfilippo B and Sanfilippo C) did not respond to gentamicin, the treatments were extended with the use of geneticin and five non-aminoglycoside (PTC124, RTC13, RTC14, BZ6 and BZ16) readthrough compounds (RTCs). No recovery was observed at the enzyme activity level. However, mRNA recovery was observed in both cases, nearly a two-fold increase for Sanfilippo B fibroblasts with G418 and around 1.5 fold increase for Sanfilippo C cells with RTC14 and PTC124. Afterwards, some of the products were assessed through in vitro analyses for seven mutations in genes responsible for those diseases and, also, for Niemann-Pick A/B. Using the coupled transcription/translation system (TNT), the best results were obtained for SMPD1 mutations with G418, reaching a 35% recovery at 0.25 μg/ml, for the p.W168X mutation. The use of COS cells transfected with mutant cDNAs gave positive results for most of the mutations with some of the drugs, although to a different extent. The higher enzyme activity recovery, of around two-fold increase, was found for gentamicin on the ARSB p.W146X mutation. Our results are promising and consistent with those of other groups. Further studies of novel compounds are necessary to find those with more consistent efficacy and fewer toxic effects.