Применение терапевтических нуклеиновых кислот и интерференции РНК для создания средств персонализированной медицины

ВВЕДЕНИЕ

За последние десятилетия количество новых лекарственных препаратов, в состав которых в качестве фармацевтических субстанций входят нуклеиновые кислоты (НК), существенно выросло. Благодаря высокой специфичности, функциональному разнообразию и низкой токсичности терапевтические НК имеют значительные перспективы использования в медицине [1]. Терапевтические НК могут отличаться по структуре, стабильности в организме, механизму действия и др. Согласно экспертному мнению среди терапевтических НК наиболее перспективными являются молекулы малых интерферирующих РНК (миРНК) — двухцепочечные молекулы РНК размером 21–25 пар нуклеотидов (пн), способные специфично подавлять экспрессию генов по механизму интерференции РНК [2].

Существует множество заболеваний, которые на данный момент не поддаются лечению низкомолекулярными препаратами и моноклональными антителами, что обусловлено крайне затруднительным поиском биомишеней, по отношению к которым препарат обладал бы высокой активностью, сродством и специфичностью. В то же время любой интересующий ген может стать мишенью для миРНК — для этого необходимо выбрать только правильную нуклеотидную последовательность внутри целевой мРНК. Препараты миРНК могут оказаться эффективным средством для проведения персонализированной терапии, к тому же они требуют существенно меньше времени на разработку.

Цель работы — обобщить основные достижения в области создания лекарственных препаратов на основе миРНК, в том числе систем их доставки, рассмотреть итоги клинических исследований и обозначить перспективы разработки препаратов данной группы.

Поиск публикаций по разработке и клиническим исследованиям препаратов на основе миРНК был выполнен по базам данных PubMed, eLibrary, clinicaltrials.gov за период 2009–2024 гг.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Молекулярный механизм интерференции РНК

Механизм интерференции РНК включает два этапа — этап инициации и эффекторный этап. На первом этапе основная роль принадлежит ферменту Dicer, который находится в цитоплазме и разрезает крупные молекулы двухцепочечной РНК на короткие фрагменты — миРНК. На втором этапе миРНК соединяются с белковыми факторами, образуя мультисубъединичный сайленсинговый комплекс RISC (RNA-induced silencing complex). В состав комплекса входит белок Ago, который расплетает двойную спираль миРНК, при этом направляющая (антисмысловая) цепь остается в комплексе и обеспечивает специфичность взаимодействия с мРНК-мишенью. После связывания с целевой мРНК комплекс RISC осуществляет ее разрезание, а в дальнейшую деградацию вовлекаются экзонуклеазы клетки [1]. После разрезания мРНК целевого гена антисмысловая цепь миРНК в составе RISC может осуществлять деградацию новой копии мРНК и т.д. Благодаря такой цикличности одна молекула миРНК способна катализировать разрушение большого количества мРНК, что делает механизм интерференции очень эффективным в подавлении активности целевых генов [3].

Учитывая то, что интерференция РНК — это ферментативный процесс, молекулы миРНК являются более эффективными в сравнении с другими терапевтическими НК (антисмысловые олигонуклеотиды, аптамеры, ДНК-ловушки и др.), в механизме которых не задействованы ферменты [1]. Использование синтезированных миРНК (~21 пн) с заданной последовательностью позволяет избежать процессинга ферментом Dicer, в результате чего они сразу же включаются в комплекс RISC и осуществляют специфическое подавление экспрессии гена-мишени [1]. Благодаря относительной простоте и доступности прямого химического синтеза миРНК эту технологию активно используют для создания лекарственных препаратов нового поколения.

Двухцепочечные молекулы миРНК более устойчивы в биологических средах в сравнении с другими терапевтическими РНК-олигонуклеотидами, которые, как правило, представлены лишь одной цепью (рибозимы, EGS, U1-адапторы и мРНК). К тому же для увеличения их устойчивости и эффективности разработаны разные способы модификации нуклеотидов [1][4].

Действие миРНК основано на полном сопряжении оснований с мРНК-мишенью, в то время как низкомолекулярные препараты и моноклональные антитела должны распознавать определенную пространственную конформацию белков-мишеней. Благодаря этому разработка препаратов миРНК занимает меньше времени и может оказаться весьма эффективной [5].

Способы доставки миРНК

Одно из главных препятствий, ограничивающих широкое применение терапевтических НК, включая миРНК, — это сложность доставки в целевые клетки. Известно, что миРНК самопроизвольно не проникают в цитоплазму клеток, поэтому для их доставки используют векторы (или носители). Вирусные средства доставки НК основаны на использовании ретровирусов, аденоассоциированных вирусов, аденовирусов и др. К невирусным векторам относятся липосомы, экзосомы, наночастицы различной природы, катионные полимеры, пептиды и др. [1][6]. В настоящее время наибольшее предпочтение среди разработок препаратов миРНК отдаются именно невирусным векторам.

Липосомы широко используются для доставки НК, в частности, миРНК. Наиболее часто применяют липосомы, состоящие из катионных и/или амфифильных липидов и холестерина. Широкое использование липосом в качестве векторов объясняется простотой образования комплексов с НК, высокой эффективностью доставки в клетки-мишени, а также возможностью функционализации их поверхности различными специфичными к целевым клеткам лигандами, что повышает тропизм к тканям. В настоящее время зарегистрировано не менее трех РНК-препаратов, содержащих липосомы в качестве системы доставки: BNT162b2 (Pfizer), мРНК-1273 (Moderna) и препарат миРНК патисиран (Alnylam Pharmaceuticals) [1][7].

Экзосомы — везикулы липидного бислоя, секретирующиеся эукариотическими клетками, могут выступать в качестве потенциальных систем доставки. Они обладают более благоприятным в сравнении с липосомами профилем безопасности и могут проходить через биологические барьеры, такие как гематоэнцефалический барьер. В настоящее время несколько препаратов на основе экзосом проходят КИ, в том числе разработки компаний Codiak Biosciences и Evox Therapeutics [1][8].

В качестве систем доставки препаратов считаются перспективными носители на основе наночастиц различной природы, например гибридные наночастицы, включающие в свой состав липиды, полимеры и пептиды [6], наночастицы золота [6], диоксида кремния и др. [1][7].

Полимерные системы доставки имеют ряд характерных преимуществ, в том числе в сравнении с липосомами. Они менее иммуногенны и легко модифицируются, за счет чего формируются прогнозируемые физико-химические свойства итогового препарата, такие как общий заряд, молекулярная масса, гидрофильные/гидрофобные свойства, возможность биодеградации и стабильность. Это позволяет регулировать растворимость, тропность и в целом фармакокинетику лекарственного средства. Полиэтиленимин и его различные химические производные стали применяться как первые полимеры-носители НК [1].

Подходы, направленные на химическую модификацию НК, позволили повысить стабильность препаратов, а также конъюгировать миРНК с клеточно-специфическими лигандами. Наиболее популярным лигандом для конъюгации миРНК является N-ацетил-D-галактозамин (GalNAc), производное сахара галактозы, которое связывается с асиалогликопротеиновым рецептором (ASGPR) с высокой аффинностью и специфичностью. Эти рецепторы гиперэкспрессированы на поверхности гепатоцитов (около 500000 молекул на клетку), что может обеспечить высокий уровень проникновения НК в клетки-мишени даже при однократном введении комплекса GalNAc-миРНК. Конъюгаты GalNAc-миРНК характеризуются приемлемым профилем безопасности, высокой длительностью действия и возможностью оптимизации схемы введения за счет снижения числа инъекций. В настоящее время система GalNAc-миРНК часто используется для создания препаратов против патологий печени (гивосиран, лумасиран, инклисиран, вутрисиран и недосиран) [1][9].

В качестве перспективных систем доставки могут использоваться клеточно-проникающие пептиды (cell-penetrating peptides, СPP), как природные (мелиттин, кателицидин и пр.), так и синтетические. СРР имеют размер 5–30 аминокислот, при этом в их составе присутствует значительное количество основных аминокислот (аргинин и лизин), которые обеспечивают положительный заряд в водных растворах при физиологическом рН. Обычно CPP имеют амфипатичную структуру, в результате чего часть пептида обладает гидрофобными свойствами, а другая — гидрофильными. СРР способны проникать внутрь клетки-мишени, транспортируя в цитоплазму различные терапевтические молекулы, включая НК [10][11].

Ранее авторами данной статьи был описан катионный дендримерный пептид LTP, богатый остатками аргинина и лизина [12], с помощью которого осуществляли доставку молекул миРНК, направленных против генов, кодирующих провоспалительные цитокины IL-4 и IL-13, в клетки респираторного тракта мышей с индуцированным аллергическим ринитом [13]. При помощи пептида LTP также доставляли молекулы миРНК, активные в отношении гена Stat3, вовлеченного в нейтрофильное воспаление дыхательных путей при бронхиальной астме [14]. Разветвленный (дендримерный) пептид КК-46 был использован в качестве носителя молекул миРНК, направленных против геномной РНК вируса SARS-CoV-2 [1][15].

Таким образом, применение невирусных систем доставки миРНК (липосомы, экзосомы, наночастицы, полимеры, GalNAc, СРР) позволило использовать технологии интерференции РНК для создания препаратов нового поколения.

Препараты на основе миРНК в клинических исследованиях

В настоящее время на этапе клинических испытаний (КИ) находится значительное количество миРНК-содержащих препаратов (табл. 1), которые предназначены для лечения заболеваний, связанных с нарушением метаболизма, инфекционных, онкологических и наследственных заболеваний, а также патологий почек, печени, органов зрения, кожных покровов и др. [16].

Лечение заболеваний, связанных с нарушением метаболизма

Препарат цемдисиран (cemdisiran, ALN-CC5, Alnylam Pharmaceuticals) направлен на лечение патологий печени. Препарат представляет собой конъюгат GalNAc и миРНК, нацеленный на инактивацию белка комплемента 5 (С5) [16]. Цемдисиран предназначен для лечения редких угрожающих жизни комплемент-опосредованных заболеваний, к которым относятся пароксизмальная ночная гемоглобинурия, IgA-нефропатия, атипичный гемолитико-уремический синдром и генерализованная миастения гравис. Снижение уровня циркулирующего белка С5 подавляет активацию терминального пути комплемента, что предотвращает образование мембранного атакующего комплекса и высвобождение анафилатоксина C5a [16]. Ранние этапы КИ выявили быстрое и устойчивое подавление С5, сохраняющееся до 13 мес. после курса введения препарата [17]. При проведении КИ фазы II изучалось влияние препарата на уровень протеинурии у взрослых с IgA-нефропатией. Результаты исследования показали, что применение цемдисирана приводит к стабильному улучшению состояния пациентов по уровню протеинурии, а также хорошо переносится пациентами [18].

Препарат фитузиран (fitusiran, ALN-AT3SC, Alnylam Pharmaceuticals) предназначен для лечения гемофилии А и В. Представляет собой конъюгат GalNAc-миРНК, нацеленный на мРНК гена SERPINC1 белка антитромбина [16]. Под влиянием препарата происходит уменьшение синтеза антитромбина и увеличивается уровень тромбина, что способствует предотвращению кровотечений, связанных с нарушениями коагуляции. В ходе КИ фаз I и II использование фитузирана приводило к значительному дозозависимому снижению уровня антитромбина [19]. В настоящее время продолжаются исследования фитузирана в рамках КИ фазы III. В ходе исследований показано обратимое воздействие препарата на уровень антитромбина и не выявлено образования антител к препарату (в отличие от других иммунотерапевтических средств). Важными аспектами применения препарата являются простой режим дозирования (подкожное введение 1 раз в мес.) и благоприятный профиль безопасности [20].

Лечение инфекционных заболеваний

К настоящему моменту расшифрованы геномы многих патогенных вирусов, что открыло больше возможностей в разработке противовирусных средств, реализующих эффект с использованием механизма интерференции РНК. Препараты на основе миРНК, нацеленные на наиболее значимые для жизненного цикла вируса гены, могут быть весьма эффективны для лечения заболеваний, вызванных вирусными инфекциями [5].

Препарат ксалнезиран (xalnesiran, RG6346, Dicerna Pharmaceuticals) содержит молекулы миРНК, направленные против гена, кодирующего поверхностный антиген вируса гепатита В (HBsAg). В составе препарата миРНК конъюгирована с GalNAc [16]. Результаты КИ фазы I, представленные в 2020 г., показали, что лечение препаратом на протяжении 4 мес. приводило к значительному и стойкому снижению уровня HBsAg, сохраняющемуся до 1 года после окончания лечения. В 2021 г. стартовало КИ фазы II. В исследовании установлено, что, кроме значительного устойчивого снижения уровня HBsAg, препарат также способствовал уменьшению уровня вирусной РНК и ДНК [21].

Препарат ALN-RSV01 (Alnylam Pharmaceuticals) предназначен для лечения инфекций, вызванных респираторно-синцитиальным вирусом (РСВ). Препарат содержит миРНК, направленные против консервативного участка гена N-белка РСВ. ALN-RSV01 воздействует на один из самых консервативных генов этого вируса, в связи с чем его активность распространяется на большинство изолятов РСВ [22]. Аэрозольное введение ALN-RSV01 приводило к статистически значимому противовирусному эффекту, снижению частоты инфицирования, а в случае заражения — уменьшению частоты и тяжести симптомов [23]. В период с 2009 по 2012 гг. были завершены два исследования II фазы у пациентов с острой РСВ-инфекцией, перенесших трансплантацию легких. Препарат ALN-RSV01 характеризовался безопасностью и хорошей переносимостью. Несмотря на отсутствие явного противовирусного эффекта, препарат улучшал состояние пациентов, перенесших трансплантацию [24].

Лечение онкологических заболеваний

Возникновение и прогрессия опухоли часто определяются активностью ряда генов (онкогенов), которые регулируют клеточный цикл и пролиферацию. Препарат NU-0129 (Northwestern University) содержит миРНК, подавляющую экспрессию гена Bcl2L12, играющего значительную роль в развитии глиобластомы. Для доставки миРНК в препарате использованы наночастицы золота, которые проникают через гематоэнцефалический барьер и достигают клеток мозга. В небольшом пилотном исследовании с участием пациентов с рецидивом глиобластомы было показано, что применение NU-0129 приводило к значительному снижению уровня белка Bcl2L12 в опухолевой ткани. При этом не было выявлено серьезных побочных эффектов, связанных с применением препарата [16][25].

Лечение заболеваний органов зрения

Несколько препаратов на основе миРНК разрабатываются в настоящее время для лечения заболеваний органов зрения, таких как глаукома, возрастная макулярная дегенерация, синдром сухого глаза, диабетический макулярный отек и наследственные заболевания сетчатки [16]. Ввиду относительно короткого периода полувыведения молекул миРНК (особенно немодифицированных) данные препараты изначально рассматривались для местного использования, например в виде глазных капель.

Препарат бевасираниб (bevasiranib, Cand5, OPKO Ophthalmologics) разработан в 2004 г. на основе миРНК, направленной против гена фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), и предназначен для лечения диабетического макулярного отека и возрастной макулярной дегенерации. КИ фазы I и II продемонстрировали перспективные результаты [26], однако исследование III фазы, направленное на подтверждение эффективности бевасираниба, было прекращено из-за недостаточного восстановления зрения у пациентов (NCT00499590). Другое исследование III фазы также было отменено [27].

Препарат Sirna-027 (Allergan) содержит миРНК, подавляющую экспрессию гена рецептора VEGF (VEGFR1), и предназначен для лечения возрастной макулярной дистрофии. На этапе КИ выявлено значительное улучшение остроты зрения, но корреляции между изменением этого показателя и дозой препарата не обнаружено. Из-за побочных явлений, связанных с активацией препаратом TLR3 (толл-подобного рецептора 3) и невозможностью достичь желаемых показателей эффективности, исследование II фазы было приостановлено [28].

Препараты миРНК могут оказаться весьма эффективны при глаукоме. Считается, что главный фактор риска развития глаукомы — повышение внутриглазного давления — является следствием дисбаланса между притоком и оттоком жидкости. Учитывая, что β2-адренергический рецептор (ADRB2) участвует в притоке жидкости, был разработан препарат SYL040012 (Sylentis, S.A.), который содержит миРНК, направленную против гена ADRB2. КИ фазы II с участием пациентов с глаукомой или повышенным внутриглазным давлением продемонстрировало статистически значимое снижение внутриглазного давления, при этом препарат хорошо переносился как при местном, так и при системном применении [29].

Препараты миРНК могут быть использованы в лечении синдрома сухого глаза — заболевания, характеризующегося нарушением работы слезных желез и повреждением поверхности глаза. Препарат тиванизиран (tivanisiran, SYL-1001, Sylentis, S.A.) содержит миРНК, которая подавляет экспрессию гена капсаицинового рецептора TRPV1, участвующего в регуляции воспалительной реакции и передаче болевых сигналов [30]. Исследования показали, что тиванизиран является безопасным и эффективным препаратом, уменьшающим глазную боль и покраснение конъюнктивы при местном применении [30].

Лечение заболеваний кожных покровов

В настоящее время проходят КИ четыре препарата миРНК, направленные на лечение гипертрофических рубцов: STP705, BMT101, OLX10010 и RXI-109. Действие препарата STP705 (Sirnaomics) нацелено на TGF-β1 и COX-2, которые регулируют процессы, приводящие к образованию гипертрофических рубцов. Согласно данным КИ фазы IIb у 78% пациентов после применения препарата STP705 наблюдали регенеративные процессы и гистологически подтвержденное снижение доли рубцовой ткани в сравнении с группой плацебо. Действие препаратов BMT101, OLX10010 и RXI109 направлено на ген фактора роста соединительной ткани (CTGF), участвующего в образовании гипертрофических и келоидных рубцов [31]. Препарат BMT101 (OliX Pharmaceuticals) в настоящее время проходит II фазу КИ. Данный препарат применяется для терапии гипертрофических рубцов местно, интрадермально и подкожно. Согласно результатам КИ фазы II препарата OLX10010 (OliX Pharmaceuticals) показано, что через 24 нед. еженедельное внутрикожное введение препарата приводило к значительному улучшению внешнего вида гипертрофических рубцов. В КИ также подтверждена безопасность и переносимость препарата. Результаты КИ фазы II препарата RXI-109 (Phio Pharmaceuticals) продемонстрировали, что в группе с использованием препарата было достигнуто статистически значимое улучшение внешнего вида рубцов по сравнению с контролем в 3-, 6- и 9-месячные сроки [16][31].

Лечение заболеваний почек

Один кандидатный препарат миРНК находится на стадии КИ — тепрасиран (I5NP, QPI-1002, Quark Pharmaceuticals). Это стабильный препарат на основе «голой» молекулы миРНК (без носителя), нацеленный на подавление экспрессии белка р53, предназначен для лечения острого повреждения почек, связанного с нарушением функций после пересадки и кардиохирургических операций. Тепрасиран вызывает снижение экспрессии проапоптотического белка р53, что способствует защите клеток почки от гибели вследствие острого ишемическо-реперфузионного повреждения [16][32].

Препараты на основе миРНК в клинической практике

В период с 2018 по 2023 гг. ряд препаратов миРНК был одобрен для медицинского применения (табл. 2). В 2018 г. препарат патисиран (patisiran, Onpattro, Alnylam Pharmaceuticals) был одобрен Управлением по контролю за качеством продуктов питания и лекарственных средств США (Food and Drug Administration, FDA) для клинического применения при терапии наследственного транстиретинового амилоидоза, что стало отправной точкой в использовании препаратов нового типа, действие которых основано на механизме РНК-интерференции.

Препарат патисиран разработан на основе молекул миРНК с включением 2'-О-метил-модификаций в последовательность нуклеотидов, что позволило улучшить стабильность и пролонгировать биологический эффект препарата. В качестве системы доставки миРНК в препарате используются липидные наночастицы, включающие холестерин, дистеароилфосфатидилхолин, полиэтиленгликоль, которые обеспечивают стабильность комплекса и облегчают транспортировку миРНК к клеткам [33]. После поглощения гепатоцитами молекулы миРНК высвобождаются из эндосом в цитоплазму, где оказывают биологический эффект, вызывая подавление транскрипции гена транстиретина (TTR), что приводит к снижению уровня белка TTR в крови [34].

На этапе КИ патисирана (NCT01559077, NCT02053454) оценивалась его безопасность при дозировке от 0,01 до 0,5 мг/кг [35]. Было показано, что при внутривенном введении препарат не накапливается в нецелевых органах, что позволило предположить, что миРНК патисирана разрушается нуклеазой [35]. В плацебо-контролируемых КИ фазы II изучались краткосрочные и долгосрочные клинические эффекты препарата. В ходе КИ (NCT01617967) анализировались результаты многократного применения препарата в возрастающих дозах у больных наследственным транстиретиновым амилоидозом [35–37]. Для оценки долгосрочных эффектов проводилось открытое плацебо-контролируемое КИ (NCT01961921), в котором было продемонстрировано быстрое и устойчивое снижение (~82%) уровня транстиретина у пациентов в сравнении с контролем в течение 24 мес. В исследовании оценивались двигательные функции и общее качество жизни пациентов, которые оставались стабильными на протяжении всего срока исследования. Также не наблюдалось значительных изменений эхокардиографических показателей и уровня биомаркеров сердечных патологий [37].

В плацебо-контролируемых КИ фазы III (NCT1960348) при исследовании патисирана в дозе 0,3 мг/кг один раз каждые 3 нед. в течение полутора лет была продемонстрирована эффективность и безопасность препарата. Препарат благоприятно влиял на функции сердца у пациентов с наследственным транстиретиновым амилоидозом — происходило уменьшение толщины сердечной стенки и общей продольной деформации органа, а также увеличение диастолического объема и сердечного выброса [38].

Таким образом, разработка препарата патисирана стала важным вкладом в развитие направления генотерапевтических лекарственных средств. Это первый препарат на основе миРНК, одобренный FDA, реализующий механизм РНК-интерференции для контроля экспрессии белков, связанных с заболеваниями. Создание данного препарата позволило установить стандарты для разработчиков подобных препаратов.

Гивосиран (givosiran, Givlaari, Alnylam Pharmaceuticals) стал вторым препаратом на основе миРНК, получившим одобрение FDA в 2019 г. Препарат предназначен для лечения острой перемежающейся (печеночной) порфирии (ОПП), редкого генетического заболевания печени, вызванного дисфункцией синтеза белка гема. Заболевание связано с активацией гена аминолевулинатсинтазы 1 (ALAS1) и увеличением экспрессии белка ALAS1, что приводит последующему повышению уровня нейротоксичных метаболитов, 5-аминолевулиновой кислоты и порфобилиногена [39]. Механизм действия гивосирана связан с уменьшением уровня белка ALAS1 путем воздействия на кодирующую часть мРНК гена ALAS1. В отличие от патисирана гивосиран вводится подкожно [39]. Препарат состоит из двухцепочечной миРНК длиной 23 нуклеотида (антисмысловая цепь) и 21 нуклеотида (смысловая цепь), присоединенной к молекуле GalNAc для улучшения доставки в печень. Обе цепи химически модифицированы для улучшения стабильности миРНК.

В ходе плацебо-контролируемого КИ фазы I (NCT02452372) доказана безопасность применения гивосирана [39][40]. При поведении КИ фазы I/II продемонстрировано, что у пациентов происходило быстрое устойчивое снижение уровня мРНК гена ALAS1 в печени и уровня нейротоксичных метаболитов в моче, а также уменьшение частоты обострений ОПП [39][40]. В ходе КИ фазы III (NCT03338816), проводившегося среди пациентов, получавших ежемесячные подкожные инъекции гивосирана в дозе 2,5 мг/кг на протяжении 6 мес., было отмечено устойчивое снижение уровня 5-аминолевулиновой кислоты и нейротоксических метаболитов порфобилиногена в моче, значительное уменьшение риска приступов, обострений ОПП и интенсивности болевого синдрома, а также улучшение качества жизни [39][41].

Лумасиран (lumasiran, Oxlumo, Alnylam Pharmaceuticals) стал третьим препаратом на основе мРНК, получившим одобрение FDA в 2020 г. Препарат предназначен для лечения первичной гипероксалурии 1 типа (ПГ 1 типа), редкого аутосомно-рецессивного заболевания печени, которое возникает из-за снижения уровня пероксисомального фермента аланин-глиоксилат аминотрансферазы, ответственного за метаболизм глиоксилата. Заболевание приводит к отложению оксалатов кальция в почках и мочевых путях [42]. Терапия препаратом направлена на уменьшение количества оксалатных отложений за счет подавления экспрессии мРНК гена фермента гидроксикислой оксидазы 1 (HAO1), играющего ключевую роль в образовании оксалатных соединений [42]. Лумасиран рассматривается как альтернатива диализу и пересадке почки [42]. Препарат содержит модифицированную двухцепочечную миРНК; антисмысловая цепь имеет размер 23 нуклеотида, смысловая цепь — 21 нуклеотид. МиРНК направлена на 3'-нетранслируемую область мРНК гена HAO1 и конъюгирована с GalNAc для доставки в печень. В КИ фазы I/II (NCT02706886) проводилось изучение различных режимов дозирования лумасирана и показана безопасность препарата [43]. Плацебо-контролируемые КИ фазы III были разделены на 3 исследования: ILLUMINATE-А (NCT03681184) — изучение эффектов лумасирана для взрослых и детей старше 6 лет с последующим ежеквартальным введением поддерживающей дозы 3 мг/кг в течение 3 мес. (исследование продолжалось до 54 мес.) [42]; ILLUMINATE-В (NCT03905694) — пациенты в возрасте до 6 лет получали аналогичное лечение лумасираном [44]; ILLUMINATE-С (NCT03681184) — оценка безопасности и эффективности лумасирана у пациентов с поздней стадией ПГ 1 типа при долгосрочном применении (исследование в настоящее время продолжается, предполагаемая дата завершения — июль 2025 г.) [45]. Лумасиран показал хорошую переносимость у детей и взрослых, приемлемый профиль безопасности и эффективное снижение уровня оксалатов вне зависимости от возраста, пола, расовой принадлежности, функциональных нарушений почек, приема витамина В6 и наличия в анамнезе почечных камней.

В 2021 г. FDA был одобрен препарат на основе миРНК инклисиран (inclisiran, Leqvio, Novartis Pharmaceuticals), предназначенный для лечения гетерозиготной семейной гиперхолестеринемии (СГХ) и ишемической болезни сердца, характеризующихся увеличением уровня липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) в крови [46]. СГХ — семейное аутосомно-кодоминантное генетическое заболевание, вызванное мутацией гена белка, участвующего в метаболизме липопротеинов, что приводит к накоплению холестерина и ЛПНП в плазме крови. МиРНК в составе препарата направлена против мРНК гена PCSK9, который кодирует пропротеиновую конвертазу субтилизин-кексина типа 9 (PCSK9), участвующую в регулировании уровня холестерина в крови по механизму деградации рецепторов ЛПНП на поверхности клеток. PCSK9 также может играть роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, поскольку повышение его уровня связано с повышенным риском развития атеросклероза и сердечно-сосудистых заболеваний [47]. Инклисиран включает полностью модифицированную миРНК, конъюгированную с GalNAc [48]. Этот препарат вводится пациентам подкожно и приводит к подавлению синтеза белка PCSK9, уменьшая его влияние на метаболизм ЛПНП [48][49]. Инклисиран используется в качестве дополнительной терапии к статинам для улучшения их эффективности [46].

Плацебо-контролируемые КИ фазы I (NCT02314442) проводились в две стадии, в ходе которых изучали безопасность инклисирана при однократном и курсовом применении [50]. В плацебо-контролируемых КИ фазы II (NCT02597127) у пациентов с высоким уровнем ЛПНП, холестерина и высоким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний исследовали различные режимы дозирования. КИ фазы III включали три отдельных исследования: ORION-9 (NCT03397121) — среди взрослых с гетерозиготной СГХ, ORION-10 (NCT0339990) и ORION-11 (NCT0340100) — среди пациентов с ишемической болезнью сердца, получавших статины, и пациентов, принимавших различные дозы инклисирана, соответственно. Результаты КИ показали, что применение инклисирана приводило к снижению уровня ЛПНП и холестерина примерно на 50% при лечении препаратом каждые 6 мес. [51]. Для оценки эффективности, безопасности и переносимости долгосрочного применения инклиcирана проводятся дополнительные исследования: ORION-8 (NCT03814187), ORION-13 (NCT04659863) и ORION-16 (NCT04652726) [52]. Инклисиран в настоящее время доступен для применения и обычно назначается в сочетании со статинами.

Недосиран (nedosiran, Rivfloza, Dicerna Pharmaceuticals) — препарат, разработанный для лечения ПГ, представляющий собой конъюгат молекул миРНК, подавляющих экспрессию гена LDHA, и GalNAc. Недосиран был одобрен в 2023 г. в США для снижения уровня оксалатов в моче у детей в возрасте старше 9 лет и взрослых с ПГ 1 типа и относительно нормальной функцией почек. Препарат вводится подкожно 1 раз в мес. и специфически ингибирует экспрессию основной изоформы лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в печени [53]. Следует отметить, что подавление экспрессии ЛДГ также эффективно для лечения других подтипов первичной гипероксалурии — ПГ 2 и 3 типа. По результатам доклинических исследований доказана безопасность препарата и продемонстрирована его биологическая активность [54]. Результаты КИ подтвердили благоприятный профиль безопасности препарата, а также было продемонстрировано, что он вызывает устойчивое долгосрочное снижение уровня оксалатов в моче у пациентов с ПГ 2 и 3 типа до нормальных или близких к нормальным значениям [55].

Вутрисиран (vutrisiran, Amvuttra, Alnylam Pharmaceuticals) разработан для лечения наследственного транстиретинового амилоидоза и представляет собой конъюгат GalNAc и миРНК, направленной против гена TTR, кодирующего белок транстиретин. Предполагается, что благодаря улучшенной системе доставки в печень за счет конъюгации с GalNAc вутрисиран более эффективен, чем патисиран, но при этом действует в гепатоцитах аналогичным образом, воздействуя на консервативную последовательность всех вариантов мРНК гена TTR [56]. Вутрисиран был одобрен для медицинского применения в США в 2022 г. [57].

В 2021 г. был зарегистрирован препарат МИР 19, предназначенный для лечения COVID-19 (заболевание, вызванное инфекцией SARS-CoV-2). В его составе содержится молекула миРНК, направленная против жизненно важного гена вируса RdRp, кодирующего РНК-зависимую РНК-полимеразу. В качестве носителя для миРНК в составе препарата использован дендримерный (разветвленный) пептид KK-46. За счет положительного заряда пептид КК-46 взаимодействует с отрицательно заряженной миРНК, формируя в водных растворах наноструктуры, которые по механизму эндоцитоза проникают в цитоплазму зараженных клеток, где вирус наиболее уязвим [58].

В экспериментах in vitro на культуре клеток Vero E6 (при множественности заражения SARS-CoV-2, равной 0,0001) продемонстрировано, что препарат приводил к уменьшению репликации вируса более чем в 10000 раз [59][15].

В доклинических исследованиях на модели инфекции у сирийских хомячков показано, что ингаляции препаратом МИР 19 (в дозе 3,453 мг/кг) уменьшали вирусную нагрузку в легких более чем в 200 раз, а также происходило снижение выраженности вирус-индуцированного воспаления респираторного тракта [59][15].

В ходе КИ фазы I была установлена безопасность препарата МИР 19 как при однократном, так и при многократном применении у здоровых добровольцев. Это послужило основанием для проведения многоцентрового рандомизированного контролируемого КИ фазы II (NCT05184127), в ходе которого изучалась эффективность и безопасность препарата МИР 19 у пациентов с COVID-19 средней тяжести. Результаты исследований показали, что получавшие препарат ингаляционно пациенты достигли первичной конечной точки (снижение температуры, нормализация частоты дыхательных движений, уменьшение кашля и восстановления уровня кислорода в крови до 95% в течение 48 ч) значительно быстрее (в среднем за 6 сут) по сравнению с пациентами контрольной группы, получавшими стандартную этиотропную терапию (в среднем за 8 сут) [58].

Таким образом, было продемонстрировано, что препарат МИР 19 безопасен и хорошо переносится пациентами, а также значительно ускоряет период восстановления пациентов, госпитализированных с подтвержденным COVID-19 средней степени тяжести. В настоящее время препарат МИР 19 зарегистрирован (регистрационное удостоверение ЛП-007720), включен в документ «Временные методические рекомендации «Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19)»¹ и активно применяется в клинической практике [58].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленные данные применения препаратов на основе миРНК свидетельствуют об их значительном потенциале для коррекции аномальной экспрессии генов или мутаций, ассоциированных с болезнями, включая онкологические и генетические заболевания, вирусные инфекции и прочие патологии. Важным преимуществом является то, что продолжительность разработки и исследований препаратов на основе миРНК гораздо короче, чем у низкомолекулярных лекарственных веществ, моноклональных антител и белковых препаратов.

Клиническое применение миРНК, несмотря на высокий потенциал данного типа препаратов, остается в настоящее время несколько ограниченным. Это связано с проблемами, присущими как самим миРНК (короткий период полувыведения и низкая биодоступность), так и системам их доставки (риск токсичности и недостаточная эффективность). Тем не менее возможности миРНК в регуляции любого целевого гена побуждают разработчиков к поиску путей решения обозначенных проблем. Так, для повышения стабильности миРНК применяют различные способы модификаций, а для увеличения биодоступности создают различные варианты векторов для доставки в целевые ткани и органы.

Несмотря на вышеупомянутые ограничения миРНК, в настоящее время одобрено 6 препаратов, содержащих эти молекулы, и более 10 проходят клинические исследования, что демонстрирует значительные перспективы развития данного направления в ближайшие годы.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям ICMJE. Наибольший вклад распределен следующим образом: И.П. Шиловский, Г.Б. Пасихов, В.В. Смирнов, И.А. Кофиади — концепция работы, написание и редактирование текста рукописи, формулировка выводов; М.В. Попова, П.А. Струева — анализ источников литературы, оформление рукописи; М.Р. Хаитов — участие в формулировке выводов, утверждение окончательной версии рукописи для публикации.

Authors’ contributions. All authors confirm that their authorship meets the ICMJE criteria. The most significant contributions were as follows. I.P.  Shilovskiy, G.B. Pasikhov, V.V. Smirnov, and I.A. Kofiadi conceptualised the study, drafted and edited the manuscript, and formulated the conclusions. M.V. Popova and P.A. Strueva analysed literature sources and designed the manuscript. M.R. Khaitov formulated the conclusions and approved the final version of the manuscript for publication.