Over AONs
Antisense-oligonucleotiden (AON’s) zijn synthetische moleculen die kunnen binden aan pre-mRNA en als gevolg daarvan interfereren met pre-mRNA-‘splicing’. AONs kunnen op verschillende maniere gebruikt worden om splicing-defecten veroorzaakt door genetische fouten te corrigeren, om de in frame averslaande gemutaerde inheemse exonen te induceren, of om genexpressie te moduleren via RNA silencing.
Onze wetenschappelijke benadering voor de behandeling van de ziekte van Stargardt en ushersyndroom
De veelzijdigheid van AONs maakt dat deze moleculen op veel verschillende manieren ingezet kunnen worden. De meest rechtdoorzee toepassing van AONs – welke ook gebruikt wordt in Astherna’s eerste AON therapie voor de ziekte van Stargardt – is om het inbouwen van pseudoexons in het mRNA te voorkomen, bij mutaties die dit veroorzaken. Wetenschappers van het Radboudumc hebben daarom AONs ontwikkeld voor de behandeling van de ziekte van Stargardt, door verschillende gemuteerde ABCA4-transcripten te corrigeren. Een alternatieve benadering – die wordt toegepast voor Astherna’s tweede AON-therapie voor ushersyndroom – is het induceren van het in-frame overslaan van inheemse gemuteerde exonen. Het Radboudumc heeft AONs ontwikkeld die het overslaan van specifieke USH2A-doelexonen induceren. Astherna bouwt verder op de uitvindingen en kennis die is verzameld over jaren aan onderzoek in het Radboudumc, om nu nieuwe therapieën beschikbaar te maken voor patiënten.
Hoe werken de AON-therapieën van Astherna?
Veel deep-intronische mutaties in ABCA4 leiden tot de activatie van cryptische splice acceptor siter, splice donor sites of exonische splice enhancers. Al deze mutaties leiden tot het toevoegen van een pseudoexon aan het mRNA, wat in de meeste gevallen leidt tot een onsuccesvolle ABCA4 eiwitproductie. AONs kunnen zo ontworpen worden dat ze de herkenning van zo’n pseudoexon blokkeren, en zo correcte RNA en eiwitsynthese kunnen herstellen.
Functieverliesmutaties in het coderende gebied van USH2A resulteren in Ushersyndroom type 2A of niet-syndromale retinitis pigmentosa. Deze mutaties resulteren in de voortijdige beëindiging van de eiwittranslatie of het verkeerd vouwen van het usherine-eiwit. AONs ontworpen om de opname van deze gemuteerde exonen tijdens pre-mRNA-splicing te blokkeren, resulteren in de translatie van een iets verkort usherin-eiwit met voldoende restfunctie om de visuele functie en fotoreceptorintegriteit te behouden. Naast relatief eenvoudige single-gene IRD’s, kunnen AONs verder worden toegepast om genexpressie te moduleren in multifactoriële retinale ziekten.
Het potentieel van AON-therapie voor de ziekte van Stargardt en ushersyndroom
Het corrigeren van splice-defecten in ABCA4 met AONs biedt een fantastische mogelijkheid om in het specifiek foute RNA verwerking aan te pakken. Hiermee kan een groot deel van de collectieve patiëntenpopulatie behandeld worden, om zo verder zichtverlies bij duizenden patiënten met de ziekte van Stargardt te voorkomen wereldwijd. Voor de vroege ontwikkeling gebruiken we vaak cellen afkomstig uit lichaamsmateriaal van patiënten, zoals bloed of een huidbiopsie. Hier passen we vervolgens de nieuwste technieken op toe, om celmodellen te genereren die de ziekte nabootsen met hoge translationele waarde (mini-oogjes in kweek), waar we onze therapie op kunnen testen en verbeteren. Voor USH2A-geassocieerde retinitis pigmentosa heeft gericht overslaan van gemuteerde exonen een hoog therapeutisch potentieel voor patiënten met mutaties in zorgvuldig geselecteerde exonen. Tijdens de preklinische ontwikkeling maken we gebruik van de krachtige combinatie van zebravismodellen en patiënt-afgeleide 3D-organoïde modellen om de therapeutische werkzaamheid aan te tonen.