Stoke Therapeutics behandelt seltene ZNS-Erkrankungen mit RNA

Mithilfe seines proprietären TANGO-Ansatzes (Targeted Augmentation of Nuclear Gene Output) entwickelt Stoke Therapeutics Antisense-Oligonukleotide (ASOs), um den Proteinspiegel selektiv wiederherzustellen.

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Adrian Krainer, Professor am Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), untersucht seit Jahrzehnten die Mechanismen des RNA-Spleißens, wie diese bei Krebs und genetischen Erkrankungen schiefgehen und wie fehlerhaftes Spleißen korrigiert werden kann. Krainers Labor hat herausgefunden, dass es möglich ist, die Proteinproduktion zu stimulieren, indem das mRNA-Spleißen verändert wird, indem chemisch modifizierte RNA-Stücke, sogenannte Antisense-Oligonukleotide (ASOs), in Zellen eingeführt werden.

Ende 2016 wurde ein solches Molekül, Nusinersen (von Biogen unter dem Markennamen Spinraza vertrieben), das erste von der FDA zugelassene Medikament zur Behandlung von spinaler Muskelatrophie (SMA) durch Injektion in die das Rückenmark umgebende Flüssigkeit. Nusinersen wurde über mehrere Jahre hinweg in SMA-Mausmodellen von Krainer und seinen CSHL-Kollegen in einer langjährigen Zusammenarbeit mit Arzneimittelentwicklern unter der Leitung von Frank Bennett PhD bei Ionis Pharmaceuticals konzipiert und getestet.

Zwei Jahre zuvor, im Jahr 2014, gründete Krainer zusammen mit Isabel Aznarez, PhD, Stoke Therapeutics (Nasdaq: STOK), um ihre bahnbrechende Wissenschaft zum Prä-mRNA-Spleißen zu nutzen, um Präzisionsmedikamente zur Behandlung genetischer Krankheiten zu entwickeln. Stoke Therapeutics mit Hauptsitz in Boston ist ein Biotechnologieunternehmen, das sich auf die Hochregulierung der Proteinexpression mit RNA-basierten Medikamenten konzentriert. Mithilfe eines proprietären TANGO-Ansatzes (Targeted Augmentation of Nuclear Gene Output) entwickelt Stoke ASOs zur selektiven Wiederherstellung des Proteinspiegels.

Stokes ursprünglicher Schwerpunkt liegt auf Haploinsuffizienz und Erkrankungen des Zentralnervensystems und des Auges, obwohl der Konzeptnachweis für seinen proprietären Ansatz auch bei anderen Organen, Geweben und Systemen nachgewiesen wurde. Stokes erster Wirkstoff, STK-001, befindet sich in der klinischen Prüfung zur Behandlung des Dravet-Syndroms, einer schweren und fortschreitenden genetischen Epilepsie. Das Dravet-Syndrom ist eine von vielen Krankheiten, die durch Haploinsuffizienz verursacht werden (bei der ein Verlust von etwa 50 % des normalen Proteinspiegels eine Krankheit verursacht).

Stoke verfolgt außerdem die Entwicklung von STK-002 zur Behandlung der autosomal-dominanten Optikusatrophie (ADOA), der häufigsten vererbten Sehnervenerkrankung. Im August 2022 nahm Stoke den ersten ADOA-Patienten in eine zweijährige prospektive klinische Studie auf.

GEN Edge interviewte CEO und Direktor Edward M. Kaye, MD, um zu erfahren, wie er in das Führungsteam von Stoke Therapeutics aufgenommen wurde und welche jüngsten Fortschritte das Unternehmen bei der Behandlung seltener genetischer Krankheiten mit ASOs erzielt hat.

GEN Edge:Edward, was hat Sie daran gereizt, Teil von Stoke Therapeutics zu werden?

Edward Kaye: Ich habe mit Adrian am Spinraza-Programm gearbeitet, als ich mit Genzyme gearbeitet habe. Ich habe ihn als Wissenschaftler kennengelernt und seine Arbeit geschätzt. Er rief mich an und sagte, wir hätten ein neues Unternehmen, das sich für die Hochregulierung von Proteinen mittels RNA-Spleißen interessiert. Mir wurde klar, dass dies ein faszinierender Ansatz zur Hochregulierung von Proteinen ist.

Die meisten Menschen haben darüber nachgedacht, Proteine ​​mithilfe von Boten-RNA (mRNA) hochzuregulieren. Aufgrund der Impfstoffentwicklung mit Moderna besteht großes Interesse an mRNA. Aber eine Sache, die bei mRNA kompliziert ist, ist, dass sie sofort abgebaut wird – all diese Endonukleasen spalten sie ab. Es war eine Herausforderung, es in eine Zelle zu transportieren, um dort ein Protein zu exprimieren. Bei Dingen wie Impfstoffen funktionierte es, weil die Lymphozyten es sofort aufnahmen. Allerdings waren andere Indikationen weitaus anspruchsvoller. Sicherlich ist die Gentherapie eine Möglichkeit, ein fehlendes Protein dauerhaft hochzuregulieren. Dennoch besteht die Herausforderung darin, mithilfe der aktuellen Anzahl an Kapsiden und unserer Gentherapiemechanismen die genaue Menge an Protein in die richtigen Zellen zu transportieren.

Dies ist ein guter Ansatz zur Korrektur autosomal-dominanter Erkrankungen, bei denen 50 % des Proteins fehlen (Haploinsuffizienz). Als pädiatrischer Neurologe und biochemischer Genetiker hatte mich das behindert. Die meisten Krankheiten, an denen wir gearbeitet haben, waren rezessive Krankheiten. Bei Genzyme haben wir die vorherrschenden Krankheiten vermieden! Aber jetzt gibt es einen Ansatz, mit dem wir die genaue Proteinmenge titrieren können. Wir können es von 50 % auf 100 % steigern und hoffentlich dieses Protein wiederherstellen und eine biologische Wirkung auf die Krankheit haben. Es war eine interessante Gelegenheit, eine Reihe zuvor schwieriger Krankheiten zu bekämpfen.

Ich entschied, dass dies eine zu interessante wissenschaftliche Plattform war, als dass ich sie verpassen sollte, und trat dem Unternehmen bei und wurde 2017 CEO. Es hat Spaß gemacht, neue Ziele zu verfolgen, insbesondere da wir uns größtenteils auf seltene Krankheiten konzentrieren die pädiatrisch sind. Es war in meinem Steuerhaus.

Kaye: Ich hatte mich um Patienten mit Dravet-Syndrom gekümmert und erkannte, dass dies eine herausfordernde Krankheit war. Ich habe am eigenen Leib erfahren, dass es sich um mehr als nur eine Anfallserkrankung handelt. Das Dravet-Syndrom gilt als eine der häufigsten genetisch bedingten Anfallsleiden. Aber wenn man sich um diese Patienten kümmert, gibt es mehr als nur Anfälle. Es gibt weitere Aspekte der Krankheit, wie zum Beispiel Verhaltensprobleme: Schlaf-, Gang- und Sprachprobleme. Diese Kinder geraten in eine Phase der Stagnation in ihrer Entwicklung; In den ersten Lebensjahren scheinen sie sich ganz normal zu entwickeln, und dann hören sie auf, sich weiterzuentwickeln.

Das war für die Familien genauso beunruhigend wie die Anfälle. Die Behandlungen sind antiepileptisch, was in Ordnung ist, und sie behandeln Anfälle. Aber sie müssen sich auch mit den anderen Aspekten befassen. Die Behandlung genetischer Epilepsie durch die Suche nach der primären genetischen Ursache schien ein sehr vernünftiger Ansatz zu sein. Mit anderen Worten: Wenn Ihnen der Natriumkanal fehlt und Sie ihn hochregulieren könnten, um ihn wieder auf hundert Prozent zu bringen, dürfte dies diesen Patienten eine deutliche Verbesserung bescheren. Das war die Hypothese, die wir entwickelt hatten. Wir sind jetzt in der Klinik und können nachweisen, dass dies der Fall ist.

GEN Edge:Welche Rolle spielt die Entbindung bei der Wahl der Medikamentenmodalität bei ZNS-Erkrankungen bei Kindern?

Kaye: Einer der Gründe, warum wir uns für das ZNS entschieden haben, ist, dass Antisense-Oligonukleotide (ASOs) zwar recht gut sind, aber nicht in jedes Organ oder jeden Zelltyp gelangen. Adrian hatte mit Spinraza gezeigt, dass man eine gute Bioverteilung im gesamten Gehirn erhält, wenn man ASOs durch intrathekale Verabreichung verabreicht. Das war also bereits mit der Verwendung von Spinraza ein Präzedenzfall. Wir wussten, dass wir durch eine intrathekale Verabreichung in sehr diffuse Teile des Gehirns gelangen könnten. Es funktioniert bei dieser speziellen ASO nicht, wenn Sie sie systemisch verabreichen, da sie die Blut-Hirn-Schranke nicht passiert. Mit einer intravitrealen Injektion könnte eine gute Verabreichung ins Auge erreicht werden. Einer der Gründe, warum wir uns auf das ZNS und das Auge konzentrierten, war ein Geburtsproblem.

Das bedeutet nicht, dass wir uns nicht auch anderen Organen und Krankheiten widmen würden. Aber wir müssten über einen Abgabemechanismus verfügen, der in diese Organe und Gewebe gelangt. Stoke hat ein ganzes Programm, in dem wir verschiedene ASO-Grundgerüstchemikalien für die Lieferung prüfen. Wir haben uns die Konjugation mit Fettsäuren oder Antikörpern angesehen. Wir erforschen und betrachten andere Gewebe, die bereits nachgewiesen wurden. Eine davon ist die Niere. Das andere Gewebe ist die Lunge. Andere haben gezeigt, dass ASOs, wenn sie als Aerosol verabreicht werden, in viele Teile der Lunge gelangen. Wir haben über Muskeln und Herz nachgedacht, aber wir brauchen ein anderes Liefersystem. Mehrere Unternehmen, mit denen wir gesprochen haben, verfügen über Systeme, die für uns geeignet sein könnten.

Wir schauen uns auch die TANGO-Signatur an. Nur einige Gene tragen die TANGO-Signatur. Bestimmte Gene lassen sich leicht regulieren, wenn es viele unproduktive RNA-Botschaften gibt, die Sie in produktive umwandeln können. Jedes Gen und jede Krankheit ist anders. Wir durchlaufen einen strengen Prozess, bevor wir uns für ein neues Therapiegebiet oder Ziel entscheiden, das wir verfolgen möchten.

GEN Edge:Wie stellt Stoke Therapeutic ASOs her?

Kaye: Wir beauftragen einige Vertragshersteller und durchlaufen einen ziemlich strengen Prozess, um andere Unternehmen zu prüfen. Ein nettes Feature bei der Verwendung von ASOs ist, dass viel Arbeit in die Fertigung gesteckt wurde. Es gibt viele Vertragshersteller, die diese herstellen können, sodass wir sie nicht selbst herstellen müssen. Es ist nicht so komplex. Es ist nicht wie eine Gentherapie, die sehr kompliziert ist.

Sie müssen sich mit dem Prozentsatz leerer gegenüber vollen Kapsiden befassen. Viele Unternehmen haben gesagt, dass dies wichtig ist und wir es selbst tun müssen. Aber das ist eine gewaltige Investition. Ich erinnere mich, dass ich mich bei Genzyme mit Gentherapie beschäftigt habe. Wir haben herausgefunden, dass es eine Investition von einer halben Milliarde Dollar ist, in eine Produktionsanlage zu investieren, um es richtig zu machen.

Wenn Sie Aufträge vergeben können und Qualitätshersteller wissen, wie es geht, warum sollten Sie dann das Rad neu erfinden, wenn Sie es nicht müssen und gleichzeitig Geld ausgeben? Daher ist es für uns ein Glücksfall, dass wir für die Herstellung unserer Produkte auf Vertragshersteller zurückgreifen können. Die Warenkosten sind sicherlich viel geringer als die Ausgaben für Dinge wie Gentherapie, die kostspielig und schwierig herzustellen sind.

GEN Edge:Welche Meilensteine ​​hat Stoke Therapeutics im Visier?

Kaye: Das Dravet-Syndrom steht derzeit im Fokus. Wir hoffen, Daten aus unserer Phase II zu erhalten, die uns über das Studiendesign für Phase III informieren. Mit Phase II wollen wir den Proof of Concept am Menschen demonstrieren und dann mit Phase III fortfahren, einer Placebo-Kontrollstudie zur Registrierung und Kommerzialisierung. Das ist Schritt Nummer eins.

Wir planen auch, nächstes Jahr mit unserem nächsten Programm in der Klinik zu sein. Das wäre die dominante Optikusatrophie, die häufigste genetische Ursache der Optikusatrophie. Dies ähnelt Dravet insofern, als es sich um ein NMD-Exon (Nonsense Mediate Decay) handelt. Ihnen fehlen 50 % des OPA1-Proteins – ein essentielles Protein für die Funktion und Struktur der Mitochondrien.

Diese Kinder werden mit normalem Sehvermögen geboren. Dann, irgendwann am Ende des ersten Lebensjahrzehnts, typischerweise in der Schule, wenn sie sich einem Sehtest unterziehen, stellen sie fest, dass ihr Sehvermögen beeinträchtigt ist und nicht durch eine Brille korrigiert werden kann. Es handelt sich um einen nicht refraktiven Fehler. Dann wird man zu einem Augenarzt oder einem Neuro-Ophthalmologen geschickt, und jemand stellt fest, dass es sich um eine Optikusatrophie handelt, bei der es sich lediglich um eine Weißfärbung oder eine Schwächung des Sehnervs handelt. Da diese Ganglienzellen der Netzhaut sehr energieabhängig sind, sterben sie langsam ab. Aber es ist ein sehr langsam fortschreitender Prozess, der Jahrzehnte dauert.

Wenn jemand feststellt, dass er an einer Optikusatrophie leidet und sich nicht sicher ist, warum, kann er sich einem Standardtest unterziehen. Derzeit werden Menschen getestet und explizit mit einer autosomal-dominanten Optikusatrophie diagnostiziert. Aber wir haben kürzlich erneut gezeigt, dass man die ASOs in diese Ganglienzellen der Netzhaut bringen kann. Noch wichtiger ist, dass wir gezeigt haben, dass wir Protein sehr gut regulieren können – und noch wichtiger, wir können die oxidative Phosphorylierung in diesen Zellen verbessern. Es ist ein guter Beweis dafür, dass wir das ASO dahin bringen können, wo wir es haben wollen, und es zeigt Wirkung. Uns gefällt das und wir gehen davon aus, dass wir nächstes Jahr mit diesem Programm in der Klinik sein und es vorantreiben werden.

Wir haben auch eine Zusammenarbeit mit Acadia. Das ist ein Programm, bei dem wir drei Ziele identifiziert haben, von denen wir zwei öffentlich bekannt gegeben haben. Eine davon ist das Rett-Syndrom – eine ziemlich häufige fortschreitende Erkrankung, die nicht nur Epilepsie, sondern auch das Autismus-Spektrum und ein neurologisches Entwicklungsproblem umfasst. Die andere ist genetische Epilepsie. Aber was noch wichtiger ist: Es hat eine große neurologische Entwicklungskomponente. Mit beiden oder zumindest einem dieser Programme möchten wir einige der neurologischen Probleme dieser fortschreitenden Krankheiten angehen.

Das Rett-Syndrom ist sehr ähnlich. Es gibt betroffene Mädchen, es könnte aber auch stärker betroffene Jungen geben, die normal erscheinen. In den ersten Lebensjahren beginnen sie, diese atypischen Bewegungen dieser fortschreitenden Autismus-Spektrum-Störung zu zeigen. In Mausmodellen gibt es sicherlich Hinweise darauf, dass Sie dieses Fortschreiten wahrscheinlich wieder aufhalten können, wenn Sie das Protein MECP2 ersetzen können, das für die Gehirnfunktion von entscheidender Bedeutung ist. Das würde zu [therapeutischen Programmen] nicht nur für Epilepsie, sondern auch für Nervenentwicklungsstörungen führen.

Es gibt eine Vielzahl haploinsuffizienter Krankheiten, die die Kognition beeinträchtigen, daher könnte dies auch für uns ein faszinierendes Gebiet sein. Das hat noch niemand geknackt. Niemand ist diesen Entwicklungsstörungen nachgegangen. Basierend auf Tierversuchen wissen wir jetzt, dass es nicht vorgeburtlich sicher ist, dass diese Störung weiter fortschreitet. Vor allem so etwas wie das Rett-Syndrom, bei dem diese Mädchen bei der Geburt ganz normal sind, dann vier bis sechs Jahre lang ganz normal erscheinen und dann plötzlich diese Verschlechterung eintreten. Wenn Sie diese also frühzeitig erkennen können, könnten wir meiner Meinung nach auch einige dieser Symptome beeinflussen.

Dies war eine herausfordernde Zeit für kleine und mittlere Unternehmen, aber wir sahen dies schon vor zwei Jahren kommen. Ich dachte, es würde ein Jahr früher passieren, aber wir gingen an die Börse, führten Finanzierungen durch und nutzten unsere am Markt verfügbaren Mittel. Geldautomaten-Angebot. Ein Teil davon bestand darin, eine Kriegskasse aufzubauen, um den Abschwung zu überstehen. Wir haben genug Geld, um bis 2025 zu kommen, was eine gute Ausgangslage ist. Wir machen uns keine Sorgen darüber, dass uns das Geld ausgeht. Wir konzentrieren uns lediglich darauf, sicherzustellen, dass wir die beste Wissenschaft betreiben.