siRNA conjugado a ácido graxo silencia por meses o gene da miostatina, associado à perda muscular, em camundongos

A perda muscular associada ao envelhecimento, a doenças e a lesões é uma das principais causas de fragilidade, e a miostatina (MSTN) é um dos freios mais conhecidos do crescimento muscular. Silenciá-la com medicamentos de RNA tem sido difícil, porque entregá-los ao músculo e ao coração é complicado. Os conjugados anticorpo-siRNA estão em desenvolvimento clínico, mas são complexos de fabricar. siRNAs simples ligados a lipídeos são fáceis de sintetizar em larga escala, mas as versões anteriores exigiam doses altas (>50 mg/kg), causavam toxicidade ou silenciavam menos de 50%. Este estudo investigou se uma engenharia química cuidadosa de um siRNA conjugado ao ácido docosanoico (DCA) poderia resolver esse problema.

A equipe primeiro testou 184 siRNAs, sendo 88 contra o *Mstn* de camundongo e 96 contra o *MSTN* humano, em linhagens de células musculares. Várias sequências produziram 80%-95% de silenciamento. Os melhores novos candidatos foram o Mstn1928 (IC50 de 26 nM) em camundongo e o MSTN2155 (IC50 de 75 nM) em humano. Uma sequência de referência descrita anteriormente apresentou valores de IC50 de 29 nM em camundongo e 142 nM em humano. Os candidatos de camundongo foram então incorporados ao arcabouço DCA-siRNA, com um 5'-vinilfosfonato estabilizador e uma modificação de ácido nucleico estendido (exNA) na extremidade 3' da fita guia.

Em camundongos que receberam 20 mg/kg por via subcutânea nos dias 0 e 3 (n=4-5 por grupo), o exNA aumentou em cerca de 50% o silenciamento da sequência de referência em todos os tecidos testados. A nova sequência Mstn1928 com exNA alcançou 80%-90% de silenciamento no músculo esquelético e cerca de 75% no coração uma semana após a administração. Os autores compararam então três padrões de modificação 2'-O-metil/2'-flúor, cada um com quatro ou sete ligações fosforotioato. O padrão alternado 50:50 e o padrão rico em metil (~75%) superaram o padrão original. Eles mantiveram o silenciamento estável por quatro semanas, enquanto o padrão original diminuiu após a primeira semana. Todos os padrões se acumularam de forma semelhante nos tecidos, de modo que a durabilidade refletiu estabilidade e atividade, e não a distribuição. O padrão alternado com quatro fosforotioatos foi o mais forte.

Segundo o resumo, uma única dose subcutânea silenciou a MSTN em cerca de 80% por até 6 semanas e em cerca de 30% na semana 14. A administração quinzenal reduziu a MSTN circulante em mais de 95% por seis meses, sem toxicidade observada. Os camundongos apresentaram crescimento muscular, maior massa magra e melhor força de preensão, e os benefícios foram além do silenciamento direto do alvo, o que sugere efeitos prolongados. A otimização da dose estendeu a durabilidade para 20 semanas sem perda do benefício fenotípico. O arcabouço funcionou em vários grupos musculares e para três alvos adicionais (JAK1, MECP2, HTT). Em um modelo de lesão muscular por cardiotoxina (40 mg/kg), a inibição da MSTN combateu a perda muscular.

As implicações para o desenvolvimento de medicamentos são práticas. Um siRNA quimicamente definido e escalável, que alcança o músculo e o coração após uma injeção sob a pele e age por meses, poderia reduzir a frequência das doses e a carga de fabricação em comparação com conjugados biológicos. Direcionar a miostatina é relevante para sarcopenia, caquexia e doenças musculares, e o desenho modular sugere que genes do coração e do músculo poderiam ser modulados por períodos mais longos.

Há ressalvas importantes. Todo o trabalho foi feito em camundongos, e os estudos in vivo apresentados usaram apenas fêmeas (FVB, além de C57BL/6J para o modelo de lesão). Os grupos eram pequenos, e apenas parte dos exames bioquímicos de sangue foi mostrada. Os inibidores de miostatina tiveram resultados clínicos mistos em humanos, e a segurança em humanos, a imunogenicidade e os efeitos de longo prazo da supressão quase completa da miostatina ainda não foram testados.