Снижение продукции бета-амилоида: ингибиторы секретазы.

Ингибиторы и модуляторы гамма-секретазы

Незаменимая роль бета- и гамма-секретаз в формировании различных агрегатов амилоида привела к тому, что оба фермента рассматриваются в качестве объектов исследования в поисках новых стратегий терапии БА. Исследования, вовлекающие ингибиторы или модуляторы гамма-секретазы широко освещены.Этот фермент является трансмембранным мультисубъединичный протеазным комплексом, состоящим из пресенелина-1, никастрина, белка АРН-1 и энхансера-2 пресенелина-1(PEN-2).Его протеолитическая активность определяется пресенелином-1; в то же время он может быть модулирован аллостерическими взаимодействиями с тремя другими ферментными субъединицами.Известно, что гамма-секретазный комплекс физиологически участвует в протеолизе более 90 других внутримембранных сигнальных белков.Первые неселективные ингибиторы гамма-секретазы уже вступили в клинические исследования.Первый препарат, представляющий этот механизм действия, semagacestat, потерпел неудачу в двух крупных исследованиях в фазе III c участием 2600 пациентов из 31 страны.Для сравнения, другой препарат, ELND006,был элиминирован на более ранней стадии.Оба вещества вызвали побочные эффекты, включающие гастроинтестинальные расстройства и повышенный риск развития рака кожи.Отсутствие ожидаемых терапевтических эффектов и – в случае препарата semagacestat – скорость развития когнитивных расстройств , сравнимая с плацебо группой стали причиной исключения этих препаратов из клинических испытаний.Причина провала неселективных ингибиторов возможно связана с многофункциональной ролью пресенелина-1, каталитческой субъединицы гамма-секретазы.Самым известным субстратом гамма-секретазы , среди прочих, является Notch-протеин , регулирующий клеточную пролиферацию, дифференцировку и рост.Наиболее часто описанные побочные эффекты, связанные с использованием ингибиторов гамма-секретазы включают гематологические расстроиства, гастроинтестинальные симптомы, кожные реакции и изменение цвета волос.Большая часть этих побочных эффектов может быть связана с ослаблением преобразования Notch-протеина из-за полного ингибирования фермента.

Ингибиторы гамма-секретазы второго поколения были созданы для избежания влияния на преобразование Notch-протеина (так называемые Notch-протеин щадящие ингибиторы ), что улучшило бы их показатели безопасности.Аналогичного эффекта можно добиться веществами определяемыми как модуляторы гамма-секретазы, которые видоизменяют протеолитическую активность этого фермента, заставляя его взаимодествовать с более короткими фрагментами бета-амилоида без влияния на протеолиз Notch-протеина.Тем не менее результаты клинических исследований модуляторов/селективных ингибиторов гамма-секретазы не очень многообещающие.Первым модулятором гамма-секретазы, прошедшим клинические испытания , был avagecestat (BMS-708163) – он был проверен в двух крупных долгосрочных исследованиях в фазе II (NCT00810147 ,NCT00890890).Увы, одно из исследований было остановлено по причине побочных эффектов, включающих желудочные расстройства и кожные реакции.К этим проблемам добавилось еще то, что улучшения когнитивных функций не наблюдалось.Только высокие дозы препарата давали статистически значимое снижение уровня бета-амилоида 1-38 , бета-амилоида 1-40 и бета-амилоида 1-42 , ценой тяжелых побочных эффектов и когнитивных расстройств.Испытание другого модулятора гамма-секретазы, begacestat (GSI-953), было остановлено в фазе I, так как вещество действовало только на концентрацию бета-амилоида в плазме крови (а не в спинномозговой жидкости).Другой препарат, обозначенный NIC5-15, – Norch-протеин щадящий ингибитор гамма-секретазы – на данный момент находится в фазе II испытаний и демонстрирует хорошую переносимость и безопасность. Уже начат набор для следующей фазы (NCT01928420).Препарат CHF-5074, с составом основанным на структуре R-флурбипрофена, так же проверяется в качестве модулятора гамма-секретазы.Он продемонстрировал приемлемые показатели безопасности в фазе I и в данный момент проходит клинические испытания в фазе II.

Ингибиторы бета-секретазы

Другая биологическая мишень вовлеченная в путь образования амилоида – бета-секретаза (BACE, бета-сайт фермента -1, расщепляющего протеин-предшественник амилоида), принадлежащая к группе аспартилпротеиназ.В добавок к участию в амилоидогенном метаболизме АPP, как в случае гамма-секретазы, она так же играет важную роль в метаболизме других протеинов , к числу которых относится нейрегулин 1 (NGR1), отвечающий за миелинизацию нейронов.Однако, многие субстраты бета-секретазы берут начало в альтернативном протеолитическом пути расщепления посредством дизинтегрина и семейства металлопротеиназ (ADAM).Благодаря этим свойствам BACE1 ингибиторы показывают менее тяжелые побочные эффекты, чем протеины являющиеся объектом воздействия ADAM протеаз.Это подтверждает безопасный профиль ингибиторов бета-секретаз.Как бы ни было развитие потенциальных анти-БА препаратов в этой сфере также ограничено.Лишь небольшое количество препаратов, представляющие этот механизм действия, дошли до клинических испытаний.К ним относятся в основном не-пептидомиметические маленькие молекулярные ингибиторы третьего поколения, с оральной биодоступностью и хорошим проникновением через гемато-энцефалический барьер.

Самый многообещающий ингибитор BACE-1 –это MK8931, успешно прошедший испытание по показателям безопасности, включающее 88 здоровых волонтеров (NCT01496170).Исследования выявили дозозависимое снижение уровня бета-амилоида в цереброспинальной жидкости (у более 90 % пациентов).Другое исследование в фазе Ib ключало 32 пациента с различными формами (от мягкой до тяжелой) БА- это исследование подтвердило безопасность и эффективность MK-8931.На данный момент продолжается набор для двух дополнительных исследований MK-8931 в фазе II/III,вовлекающих пациентов с разными (от мягкой до тяжелой )формами БА (NCT01739348) и продромальной БА(NCT01953601),с 2000 и 1500 пациентами соответственно.Следуя за многообещающими результатами фазы I клинических испытаний (концентрация бета-амилоида снижается на 75%), Astra Zeneca в сотрудничестве с Eli Lilly реализовали клинические испытания в фазе II препарата AZD 3293.Следующее планируемое исследование под названием AMARANTH (NCT02245737) будет длиться 2 года и будет включать 1551 специальных пациентов с мягкой деменцией Альцгеймеровского типа.

Еще один ингибитор бета-секретазы – LY2886721 успешно прошел фазу I клинических испытаний, включающую 88 здоровых волонтеров.Увы, последующее исследование в фазе II с 130 пациентами страдающими мягкой формой БА (NCT01561430) было остановлено в июле 2013 года по причине неожиданно ненормальных биохимических показателей печени, незамеченных ранее на животных.Симптомы, выявленные у некоторых пациентов, были ассоциированы с преобразованием препарата, и навряд ли были связаны с их терапевтическим механизмом. Завершены клинические испытания в фазе I ингибитора BACE1 , обозначенного как E2609, у здоровых волонтеров и пациентов с мягкой формой БА.Серьезных побочных эффектов не наблюдалось и препарат хорошо переносился.В данный момент проходит фаза II исследования,включающая пациентов с мягкой формой БА (NCT02322021).

Высокий коэффициент отсева среди этой группы препаратов снижает надежность амилоидной теории, и поэтому целесообразность поиска эффективной терапии в этой группе [препаратов ]ставится под вопрос.Несмотря на отличные результаты в испытаниях по снижению количества депозитов амилоида иммунизацией, не произошло ожидаемого прекращения прогрессии нейродегенерации.В последние годы было открыто множество субстратов бета-секретазы и была подтверждена ее важность в физиологических изменениях спинномозговой жидкости.Это вылилось в беспокойство о многих потенциальных побочных эффектах после ингибирования фермента (в том числе расстройства миелинизации, эпилептические припадки, патологический нейрогонез).Настоящая причина беспокойства заключается в недостаточности знаний механизмов, связывающих ингибирование BACE1, снижение уровня бета-амилоида, накопление амилоида и, наконец, когнитивного статуса. До сих пор неизвестны даже уровень снижения бета-амилоида или ингибирования BACE1, необходимых для модификации заболевания.В некоторых испытаниях было замечено , что ингибиторы бета- и гамма-секретазы могут быть особенно эффективными в лечении ранних форм БА ,которые ведут к прогрессии болезни в 10-15% случаев каждый год. Новые данные указывают на то, что формирование агрегатов бета-амилоида предшествует появлению первых симтомов деменции на десятилетие , а значит вносит свой вклад в ранний патогенез БА. Взаимосвязь между бета-амилоидом и путями приводящими к развитию и прогрессии заболевания слишком многообразны , чтобы умалять возможность терапии в этом направлении.Многоуровневая взаимосвязь между депозитами и растворимыми олигомерами бета-амилоида и прогрессирующим фосфорилированием Тау-протеина является сильным аргументом в пользу обоснованности и комплексности обеих теорий в развитии БА.Неоспоримость амилоидной теории и ее приложения к лечению БА будет подтверждена не раньше , чем станут полными результаты профилактических исследований (A4,API,DIAN NU и TOMORROW) и разовьется лучшее понимание факторов, предрасполагающих к болезни.

Продолжение следует...

Источник: "Therapeutic strategies for Alzheimer’s disease in clinical trials "Justyna Godyn´ , Jakub Jon´ czyk, Dawid Panek, Barbara Malawska *

Department of Physicochemical Drug Analysis, Faculty of Pharmacy, Jagiellonian University Medical College, Krako´w, Poland, 2015