de Crédito: Russell Cobb
ao Longo de duas décadas, passou a desenvolver tratamentos para a genética, a doença pulmonar na fibrose cística, biólogo Frederick Van Goor teve centenas de conversas com os pacientes. Mas ele lembra-se de um em particular.,
a discussão foi sobre a genética da fibrose cística, uma doença que se desenvolve quando uma pessoa herda duas cópias defeituosas do gene regulador de condutância transmembranar da fibrose cística (CFTR). Este gene codifica a proteína CFTR, que reside na membrana celular e transporta iões cloreto e bicarbonato para fora da célula. Mais de 2.000 variantes de TFTR foram identificadas, e mais de 350 delas são conhecidas por produzir interrupção suficiente na função da proteína para desencadear a condição debilitante e de encurtamento de vida.,o foco da conversa foi a inevitável desigualdade da medicina personalizada, que pode ser altamente eficaz para as pessoas que atendem a certos critérios, mas que deixarão outros para trás — como foi o caso para este paciente. “Ele descreveu-o como estando em um navio afundando, quando todos os outros botes salva-vidas foram embora”, recorda Van Goor. “Essa imagem ficou comigo.”
Van Goor, o chefe da pesquisa de fibrose cística na Vertex Pharmaceuticals em San Diego, Califórnia, teve um papel importante na construção do maior salva-vidas para a fibrose cística ainda: a droga trikafta combinação blockbuster., A droga alcançou vendas de US$420 milhões nas primeiras 10 semanas após o seu lançamento no final de 2019, superando de longe as expectativas.”eu acho que fez uma grande diferença”, diz Martina Gentzsch, uma bióloga molecular que estuda CFTR na Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill. “O sucesso na clínica realmente justifica que este seja um tratamento absolutamente excepcional.”Trikafta é indicado para pessoas com fibrose quística que transportam pelo menos uma cópia de uma mutação conhecida como F508del., Esta é a mutação de fibrose cística mais comum, presente em mais de 80% das mais de 90.000 pessoas com fibrose cística em todo o mundo.
o advento de terapias de fibrose cística que visam mutações específicas de TFTR remodelou a compreensão dos cientistas de como agrupar as incrivelmente diversas mutações em classes, e estimulou o desenvolvimento de abordagens para testar a eficácia dos medicamentos. É também inspirador o esforço de encontrar tratamentos para os pacientes que ficaram para trás-expandir a frota de baleeiras.,
trabalho metódico
há duas décadas, as únicas terapêuticas para a fibrose cística trataram os sintomas da doença, tais como a terapêutica física para limpar muco dos pulmões e antibióticos para tratar infecções. A Fundação de fibrose cística, uma organização sem fins lucrativos com sede em Bethesda, Maryland, queria incentivar o desenvolvimento de tratamentos que visariam a causa subjacente da doença., A fundação fez um acordo com Aurora Biosciences, uma empresa de San Diego especializada em triagem de alta capacidade, para procurar compostos que possam melhorar a função de proteínas defeituosas produzidas por genes CFTR defeituosos. Quando Vertex Pharmaceuticals, que tem sua sede em Boston, Massachusetts, comprou a empresa em 2001, manteve o programa vai, acrescentando a sua própria experiência em sintetizar moléculas para expandir a pesquisa para o que é conhecido como CFTR moduladores.
do ponto de vista de hoje, a abordagem se parece com “um sem-brainer”, diz Van Goor., Mas ele lembra que na época, o programa de fibrose cística era conhecido internamente como “o projeto de fantasia”. Ninguém sabia se seria possível encontrar uma molécula para reverter os efeitos de uma mutação particular na função proteica, porque nunca tinha sido feito antes, para qualquer doença.
Van Goor conta a história como um dos trabalhos metódicos resultando em progresso contínuo, incremental — embora não ao longo de um caminho inteiramente direto., A equipe sabia que queria um tratamento que pudesse resgatar a função do F508DEL CFTR, porque isso ajudaria o maior grupo de pessoas com fibrose cística. Mas o F508del é um alvo complicado.mutações de TFTR diferentes têm efeitos diferentes. Alguns impedem a síntese de qualquer proteína ou resultam em muito pouca proteína; outros produzem uma proteína que nunca chega ao seu devido lugar na membrana celular, não funciona eficazmente quando chega lá ou não fica lá por tanto tempo quanto deveria. As diferentes categorias de drogas moduladoras CFTR visam estes diferentes problemas., Além disso, os cientistas estão cada vez mais percebendo que muitas mutações resultam em várias categorias de disfunção.
No caso de a F508del, a perda de um único aminoácido cerca de um terço do caminho ao longo da proteína CFTR leva a dois defeitos: a proteína resultante tem problemas para fazer o seu caminho para a membrana da célula, e as poucas cópias de uma proteína que chegar lá não funcionam muito bem, porque a parte da proteína que forma um canal entre a membrana celular não abrir e fechar corretamente.,
to develop the drug Trikafta, Vertex scientists screened several million compounds.Crédito: Vértice
Então, o Vértice a equipe sabia que precisaria de uma combinação de pelo menos dois medicamentos: um corrector para ajudar a estabilizar o mutante F508del proteína e pastor-lo para a superfície da célula, e um potenciador para ajudá-lo a função de uma vez ele fica lá.,os pesquisadores acabaram resolvendo o segundo problema primeiro: identificaram um potenciador, chamado ivacaftor, que ajuda o canal na proteína CFTR a permanecer aberto. Por si só, a molécula não seria suficiente para restaurar a função de F508DEL CFTR. Mas pode fazer a diferença para pessoas com uma mutação conhecida como G551D, que só afecta a abertura e o fecho do canal de membrana.,
Em 2012, os EUA Food and Drug Administration (FDA) e a Agência Europeia de Medicamentos aprovados ivacaftor, vendido sob o nome comercial Kalydeco, para as pessoas com fibrose cística que ter pelo menos um exemplar de G551D. G551D corresponde a pouco mais de 2% de todos os fibrose cística alelos, ou formas do gene CFTR. Ainda assim, aqui estava a prova de que o’ projeto de fantasia ‘ poderia produzir resultados na realidade.em seguida, a equipe virou sua atenção para corretores., Os pesquisadores identificaram um candidato promissor, lumacaftor, que poderia agir em conjunto com ivacaftor para melhorar a função do F508DEL CFTR. Esta terapia combinada, chamada Orkambi, foi aprovada em 2015 para pessoas que têm duas cópias da mutação F508del — cerca de 42% das pessoas com fibrose cística em todo o mundo. Uma melhor corretor, tezacaftor, foi, em seguida, combinado com o potenciador ivacaftor e aprovado, em 2018, sob o nome de marca Symdeko para a mesma população, bem como para aqueles com uma cópia da F508del além dos 17 outras mutações no segundo CFTR alelo., Finalmente, para produzir Trikafta, a equipe Vertex adicionou um segundo corretor, elexacaftor, às duas drogas que constituíam Symdeko.os dois corretores de Trikafta trabalham em diferentes partes da proteína CFTR, e juntos eles têm um efeito sinérgico. A combinação é tão eficaz na melhoria da função de F508DEL CFTR que pode beneficiar qualquer um que carrega apenas uma cópia da mutação F508del, independentemente de qual mutação eles continuam no outro alelo — deixando outro grande grupo de pessoas entrar no Salva-vidas.é muito promissor., Não há dúvida sobre isso”, diz o biólogo molecular Gergely Lukacs. Mas Lukacs, que estuda função CFTR na Universidade McGill em Montreal, Canadá, adverte que os benefícios de longo prazo do Trikafta ainda não são claros, e diz que a experiência passada sugere que as expectativas devem ser mantidas modestas até que dados mais reais tenham sido acumulados. Por exemplo, Kalydeco mostrou efeitos iniciais dramáticos em pessoas com mutações G551D, mas provou ser incapaz de deter o declínio da função pulmonar a longo prazo — talvez por causa de danos pulmonares pré-existentes. Algo similar poderia ocorrer com Trikafta., “Temos de esperar para ver”, Diz Lukacs.
Vertex está actualmente a realizar ensaios clínicos com Trikafta em participantes mais jovens (a aprovação inicial é para pessoas com idade igual ou superior a 12 anos), como já fez com os seus medicamentos anteriores contra a fibrose cística. O objetivo final da empresa é ter um conjunto de terapias que poderiam ser iniciadas em crianças logo após o diagnóstico — e, assim, espera-se, prevenir danos pulmonares de tomar posse, e melhorar os resultados a longo prazo.,
A empresa planeia manter os seus outros medicamentos para a fibrose quística no mercado, embora espere que a maioria dos doentes mudem eventualmente para o Trikafta devido à sua potencial maior eficácia. A equipe de vértices também está continuando a testar outras moléculas que podem se tornar componentes de drogas combinadas melhor no futuro. Uma nova versão do ivacaftor está em ensaios clínicos de fase II, assim como uma molécula corrector potencial.
Nor é Vertex a única empresa na busca por estes medicamentos., A empresa farmacêutica AbbVie, em Chicago, Illinois, está testando múltiplos potenciadores e corretores em ensaios clínicos de fase I e II. Flatley Discovery Lab and Proteostasis Therapeutics, both in Boston, each have a potentiator and a corrector in human trials.conforme os corretores proliferam, entender qual parte da proteína CFTR em que cada corretor Age será cada vez mais importante, diz Lukacs. Os cientistas podem projetar terapias combinadas mais eficazes, explica ele, incluindo compostos que têm diferentes mecanismos de ação ou diferentes locais de ligação.,
outros tipos de modulador CFTR também estão em desenvolvimento: amplificadores para aumentar o fluxo de íons cloreto através do canal CFTR, e estabilizadores para estender o tempo de vida da proteína na membrana celular. Um maior desenvolvimento destas abordagens poderia fornecer tratamentos para pessoas com algumas das raras mutações de fibrose cística que não respondem a medicamentos existentes — mas poucos candidatos destas classes entraram em ensaios clínicos.um medicamento para cada doente?,
o esforço para desenvolver moduladores de TFTR, e especialmente o desejo de encontrar tratamentos para mutações raras, mudou a forma como os cientistas entendem as mutações que causam a doença. Convencionalmente, estas mutações são classificadas em seis classes com base nos seus efeitos na estrutura e função proteicas. Mas verificou-se que nem todas as mutações na mesma classe respondem ao mesmo modulador CFTR. Questões ainda mais complicadas, por vezes mutações em diferentes classes poderiam, no entanto, ser alvo da mesma droga.,”como estamos cada vez mais conscientes das diferentes propriedades do CFTR, nada é simples”, diz Garry Cutting, um geneticista clínico da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Maryland. Cutting foi um dos vários cientistas que propôs classificar as proteínas CFTR como “teratipos”, um sistema que também incorpora como as mutações respondem a diferentes moduladores CFTR.
Cell testing alone has led to drug approval.,Crédito: Martina Gentzsch
A idéia de theratyping foi para “torná-lo mais fácil fazer estes fármacos disponíveis para pacientes, particularmente se eles estão carregando uma rara variante”, de Corte, diz. Direcção de corte CFTR2.org, a reference database run joints by Johns Hopkins and the Cystic fibrose Foundation that documents CFTR variants. O banco de dados foi estabelecido pela primeira vez para ajudar no diagnóstico, mas tornou-se um repositório para as informações de datiping também.,ao mesmo tempo, os investigadores descobriram formas de testar a eficácia dos fármacos sobre mutações raras. Ensaios clínicos em larga escala são impraticáveis nestes casos, diz Van Goor: “como você obtém aprovação para medicamentos quando há apenas uma ou duas pessoas no mundo com essa mutação em particular?”Para contornar este problema, pesquisadores comerciais e acadêmicos têm usado sistemas de cultura celular para coletar dados sobre a suscetibilidade de mutações raras a diferentes drogas., Com base em dados in vitro, a Vertex garantiu a aprovação da FDA para o uso de seus medicamentos em pessoas com várias mutações raras — uma primeira para a agência reguladora.tais estratégias expandiram o alcance de algumas drogas de vértice. Kalydeco foi aprovado para 37 mutações raras adicionais que, como o G551D, afectam principalmente a abertura e o fecho dos canais. A população elegível para o Trikafta poderia expandir-se de uma forma semelhante, prevê Lukacs.,ainda assim, mesmo um conjunto completo de moduladores de TFTR é susceptível de deixar de fora um grupo de pessoas com fibrose cística: os cerca de 7% que não produzem qualquer proteína de TFTR.alguns tratamentos potenciais para este grupo podem ser úteis para todos com fibrose quística. Terapia genética promete uma maneira de curar a doença, abordando a causa raiz. Há também drogas que melhoram ou inibem a função de outras proteínas, além da TFTR, que transportam cloreto ou íons de sódio para fora da célula., Melhorar o desempenho destas proteínas de canais iónicos poderia ajudar a compensar a falta de TFTR funcional.outras abordagens para ajudar as pessoas que não produzem proteínas CFTR seriam mais específicas em mutação. Muitas dessas mutações resultam no que é chamado de codon de paragem prematura, que essencialmente escreve ‘o fim’ no meio das instruções de produção de proteínas do gene. Isto faz com que o ribossoma, a fábrica de proteínas da célula, produza uma proteína truncada e não funcional.
drogas de leitura são uma solução possível para este problema., Estas moléculas induzem o ribossoma a saltar sobre o sinal de paragem errante e produzem uma proteína funcional ligeiramente alterada mas de comprimento total.
o antibiótico gentamicina é conhecido por aumentar modestamente a leitura, mas é demasiado tóxico para o uso a longo prazo. Os cientistas procuram candidatos mais seguros, mas não há uma forma sistemática de Os encontrar. “Deve haver algumas, mas não há muitas maneiras de enganar o ribossoma”, diz Alexandre Hinzpeter, que estuda terapias de modulação de proteínas na Agência de pesquisa biomédica INSERM, em Paris.,
encontrar um tratamento para pessoas com codões de paragem prematura também é provável que exija a evasão de decadência mediada por disparates, um tipo de processo de revisão celular que se livra de instruções aberrantes de codificação de proteínas, ou transcrições, antes mesmo de chegar ao ribossoma. Mas isso requer uma calibração cuidadosa: interromper demasiado esse processo pode ter efeitos terríveis para a função geral da célula. “Você tem que encontrar uma maneira de proteger sua transcrição que você está visando, mas manter o resto da célula com uma quantidade normal de decadência mediada por disparates funcionando”, diz Hinzpeter.,muitas doenças genéticas envolvem mutações que introduzem codões de paragem prematura. Então, em teoria, uma terapia desenvolvida para a fibrose cística também pode ajudar pessoas com outras condições, diz Hinzpeter. No entanto, isso nem sempre acontece na prática. Foi aprovado um fármaco de leitura denominado ataluren para o tratamento da distrofia muscular de Duchenne, mas falhou nos ensaios de fibrose cística.estes problemas significam que pode levar tanto tempo, esforço e investimento para encontrar tratamentos para os últimos 10% das pessoas com fibrose cística como para os primeiros 90%, diz Van Goor., Mas, acrescenta, ecoando a determinação de cientistas acadêmicos e farmacêuticos, “não podemos deixar ninguém para trás.”