Лекарственная независимость в терапии миодистрофии Дюшенна: рациональная разработка синтеза субстанции аталурен

Миодистрофия Дюшенна -

Миодистрофия Дюшенна — редкое наследственное заболевание, обусловленное мутациями в гене DMD, которое характеризуется прогрессирующим разрушением и ослаблением скелетных мышц. По мере развития заболевания пациенты постепенно утрачивают способность к самостоятельному передвижению, а поражение сердечной и дыхательной мускулатуры приводит к развитию тяжелых, жизнеугрожающих осложнений.

Согласно мировой статистике, в РФ насчитывается ориентировочно 2600 пациентов с миодистрофией Дюшенна. Всем этим ребятам нужна своевременная диагностика, помощь и лечение

Последствия на молекулярном уровне

Отсутствие полноразмерного дистрофина снижает механическую прочность сарколеммы, вызывая образование микроразрывов мембраны. Через поврежденную мембрану в клетку бесконтрольно поступают ионы кальция, что приводит к дисфункции митохондрий, повышенному образованию активных форм кислорода (АФК), развитию окислительного стресса и гибели мышечных клеток. Постепенно поврежденные мышечные волокна замещаются соединительной и жировой тканью, что вызывает прогрессирующую мышечную слабость.

A - физиологически нормальный процесс;
B - отсутствие дистрофина

Эволюция заболевания

Нарушения крупной и мелкой моторики, трудности при беге, прыжках и подъеме по лестнице, частые падения.

Прогрессирующая мышечная слабость.

Прогрессирующее ухудшение функции дыхательной системы.

Утрата способности самостоятельно ходить.

Дыхательные и/или сердечные осложнения приводят к летальному исходу.

3 года

5 лет

12 лет

>20 лет

15 лет

Основные терапевтические подходы

Подходы к лечению мышечной дистрофии Дюшенна постоянно развиваются. Сегодня терапия заболевания направлена не только на смягчение симптомов, но и на воздействие на основные механизмы их развития. Существующие методы позволяют замедлить повреждение мышц, поддерживать функции организма и повысить продолжительность и качество жизни пациентов. Ниже представлены основные направления современной терапии МДД.

Использование малых молекул:
аталурен

-разработан PTC Therapeutics ;
-позволяет рибосоме “проскочить” определенный преждевременный стоп-кодон, селективно воздействуя на ген DMD;
-синтез полноразмерного белка;
-помогает при нонсенс-мутациях (~25% пациентов РФ);
-методика получения более дешевая и легкая, по сравнению с другими видами терапии.

от 300 до 400 тыс$/ год

Генная терапия на основе AAV-векторов

-на рынке появился иновационный препарат - Elevidys;
-прорывной, но очень дорогостоящий метод лечения
-неполный белок;
-возможен иммунный ответ.

3,2 млн $

Экзон-скиппинг

-пропуск дефектного экзона и восстановление рамки считывания;
-характерно только для определенного типа мутаций;
-требуется регулярное введение препарата;
-эффективность зависит от типа мутации.

от 300 до 900 тыс $/год

Поддерживающая терапия

-направлена на замедление прогрессирования заболевания, сохранение двигательной активности и профилактику осложнений
-применение глюкокортикостероидов, физиотерапии и реабилитационных мероприятий, контроль дыхательной и сердечной функций: искусственная вентиляция легких и стимулирование работы сердца
-не устраняет основную причину заболевания

Почему аталурен?

Несмотря на развитие современных подходов лечения мышечной дистрофии Дюшенна, доступность инновационных препаратов остается ограниченной. Одним из перспективных направлений является применение аталурена — препарата, разработанного для терапии пациентов с нонсенс-мутациями в гене DMD. Данный тип генетической мутации встречается примерно у четверти пациентов с МДД в России, что определяет значительную потенциальную группу больных, которые могут получить пользу от терапии аталуреном.
Механизм действия аталурена до конца не изучен, однако предполагается, что препарат действует по принципу конкурентного ингибитора терминации трансляции. Аталурен взаимодействует с рибосомой и снижает вероятность связывания факторов терминации с преждевременным стоп-кодоном. Это позволяет близкородственной тРНК занять А-сайт рибосомы и продолжить процесс трансляции, что способствует образованию полноразмерного функционального дистрофина.
Разработка технологии получения субстанции аталурена позволит создать основу для повышения доступности данного вида терапии и снизить зависимость от зарубежных поставок.

A - терминация трансляции на преждевременном стоп-кодоне
B - продолжение трансляции после прохождения преждевременного стоп-кодона

Проблематика проекта

Высокая стоимость препарата

Несмотря на небольшое число пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна в России, государство ежегодно направляет около 5 млрд рублей на закупку препарата аталурен.

1
Постоянная потребность

Аталурен не является курсовым лечением. Пациенты вынуждены принимать его ежедневно на протяжении всей жизни, что делает бесперебойное обеспечение препаратом критически важным.

2
Высокие требования к качеству

Суточная доза препарата составляет 40 мг на килограмм массы тела. Из-за такой дозировки к субстанции предъявляются особенно строгие требования по чистоте и отсутствию примесей: содержание каждой неидентифицированной примеси не должно превышать 0.05%

3
Низкая чистота и использование металлов

Опубликованные методы синтеза аталурена обеспечивают лишь умеренные выходы и не позволяют получить продукт необходимой чистоты. Кроме того, применение металлических катализаторов может приводить к остаточным примесям в конечной субстанции.

4
Зависимость от зарубежных поставщиков

Сегодня в России отсутствует локальное производство субстанции аталурена. Полная зависимость от импорта создает риск перебоев с поставками, что может поставить под угрозу здоровье и жизнь пациентов, которым препарат необходим ежедневно.

5

Цели и задачи проекта

Цель: Разработать на основе доступного сырья рациональную технологию синтеза субстанции аталурен, позволяющую получать продукт фармакопейного качества.

Рассмотреть существующие методы синтеза аталурена;

Выбрать и оптимизировать несколько наиболее перспективных методик;

Осуществить синтез промежуточных продуктов;

Провести анализ полученных соединений методами ЯМР, ВЭЖХ и ТСХ , чтобы продемонстрировать полноту протекания реакций, подлинность и чистоту получаемых продуктов;

Осуществить синтез, выделение и очистку аталурена;

Составить паспорт качества с показателями активной фармацевтической субстанции;

Наше решение

Мы предлагаем трёхстадийную масштабируемую технологию синтеза аталурена из трет-бутил-3-цианобензоата. Ключевая гипотеза нашей работы состоит в том, что многоступенчатая перекристаллизация интермедиата оксадиазола позволяет снизить содержание примесей до <0,05% и обеспечить финальную чистоту активной фармацевтической субстанции >99, 9%, что полностью соответствует фармакопейным стандартам РФ

Гидроксиаминирование

Сборка оксадиазольного ядра

Нуклеофильная атака нитрильной группы в щелочной среде с получением амидоксима

ацилирование амидоксима 2-фторбензоилхлоридом с образованием ациламидоксима, затем внутримолекулярная циклизация в 1,2,4-оксадиазол

Кислотный гидролиз

удаление трет-бутильной группы в кислых условиях с образованием целевого продукта - аталурена

Проект аналитического паспорта

Выводы

Были изучены и освоены основные методики органического синтеза и выделения веществ
Были определены приорететные методики синтеза аталурена.
Подтверждена гипотеза о том, что для синтеза аталурена высокого уровня чистоты необходимо использовать собственные интермедиаты с содержанием примесей ≤0,05%.
Составлен проект аналитического паспорта с показателями качества и чистоты для активной фармацевтической субстанции.
Был получен аталурен, соответствующий требованиям фармакопеи РФ.

Наша команда

Анна Гошкодеря
Кирилл Крылов
Софья Романова
Владислава Второва
Анфиса Ермолаева

Преподаватель,
ООО "КФР"
Георгий Коренев

Преподаватель,
ООО "КФР"
Дмитрий Веремьев

Преподаватель,
ООО "КФР"

Наша фотогалерея

Наши партнеры