siRNA Modificado Silencia Proteínas Mutantes em Doenças de Poliglutamina Sem Prejudicar Células Saudáveis

As doenças por poliglutamina (polyQ) constituem uma família de nove doenças neurodegenerativas hereditárias — incluindo a doença de Huntington, SBMA e múltiplas ataxias espinocerebelares — causadas por expansões patológicas de repetições CAG em genes de doenças distintos. As proteínas tóxicas resultantes se acumulam nos neurônios, provocando declínio motor e cognitivo progressivo. As terapias de ácidos nucleicos existentes que silenciam amplamente os genes causadores correm o risco de deplecionar a proteína de tipo selvagem, que desempenha funções celulares essenciais — uma limitação que contribuiu para o fracasso de múltiplos ensaios clínicos.

Para contornar esse problema, pesquisadores da Universidade de Nagoya e instituições colaboradoras desenvolveram siRNAs incorporando modificações de ácido nucleico serinol acíclico (SNA) — substituindo o arcabouço ribose açúcar-fosfato por um andaime 2-aminopropano-1,3-diol em posições estratégicas. As inserções de SNA foram posicionadas centralmente (posição 9 a partir da extremidade 5′ da fita antissenso) e em ambas as terminações, a fim de combinar seletividade alélica com resistência a nucleases. Uma triagem sistemática utilizando repórteres de luciferase NanoLuc contendo repetições CAG de AR normais versus expandidas identificou o S9-SNA como candidato principal.

Em fibroblastos humanos de pacientes com SBMA (AR Q52) e controles saudáveis (AR Q18), o S9-SNA em concentrações de 2,5–25 nM suprimiu o AR mutante em 70–80%, ao mesmo tempo que reduziu o AR de tipo selvagem em apenas ~20–50% — uma janela terapêutica clinicamente relevante. Experimentos paralelos em fibroblastos de pacientes com SCA3 demonstraram ~60–70% de silenciamento da ataxina-3 mutante versus ~20–30% para a forma de tipo selvagem, sem induzir o salto do éxon 10 de ATXN3 — um efeito fora do alvo conhecido de algumas abordagens antissenso. Importantemente, o siRNA não alterou os níveis de huntingtina ou da proteína de ligação TATA, indicando baixa atividade fora do alvo.

In vivo, o S9-SNA foi administrado por via intracerebroventricular (ICV) em camundongos neonatos e adultos modelo de SBMA. A imagem por fluorescência confirmou ampla distribuição no SNC sem acúmulo detectável no fígado, superando as limitações de biodistribuição da entrega por nanopartículas lipídicas. Uma única injeção ICV reduziu o AR mutante na medula espinhal em ~50% na primeira semana; os efeitos persistiram por pelo menos quatro semanas. Em estudos de fenótipo da doença, o S9-SNA atenuou a degeneração neuromuscular, reduziu a agregação intranuclear de proteínas polyQ, melhorou o desempenho motor e prolongou a expectativa de vida em camundongos AR97Q. Benefícios histopatológicos comparáveis foram observados em um modelo murino de SCA3, demonstrando aplicabilidade entre diferentes doenças.

O trabalho se destaca por reunir três propriedades desejáveis em uma única molécula: seletividade alélica (preservando a proteína de tipo selvagem), ampla distribuição no SNC via injeção ICV sem carreadores de nanopartículas, e ação durável a partir de uma dose única. Essas características abordam coletivamente as principais barreiras que impediram as terapias de ácidos nucleicos anteriores para doenças polyQ de obter aprovação clínica.