Tratando a acondroplasia: o CNP no centro das atenções

Extra, Extra!

Há tantas notícias recentemente publicadas sobre o peptídeo natriurético do tipo C (CNP) para a acondroplasia e outras desordens ósseas que está difícil escolher por onde começar.

Mas, espere um minuto...

Eu sei, eu sei, tudo o que queremos falar é sobre o CNP. Mas seja paciente, pois creio que um pouco de informação básica antes pode facilitar a compreensão sobre o CNP, o receptor do fator de crescimento de fibroblastos 3 (FGFR3) e a acondroplasia e como botar todas as novas informações em contexto. Então, vamos começar com uma breve revisão de como os ossos crescem.

Como os ossos crescem

Como os dezessete leitores deste blog sabem, o crescimento ósseo é um processo longo, estruturado e muito complexo que ocorre durante o desenvolvimento de uma criança até a idade adulta. Influenciado por dezenas de agentes locais e sistêmicos, o processo de crescimento ósseo pode ser visto como uma sinfonia de Mozart, onde muitos instrumentos diferentes atuam juntos em perfeita harmonia para criar uma arte maravilhosa. Se você parasse para pensar sobre isso, o que está em jogo e como ele é alcançado, você concluiria que é um milagre natural. Cada jogador no processo de crescimento trabalha em sintonia fina para alcançar o que está planejado em nosso DNA.

Nossos ossos longos crescem a partir de camadas finas de cartilagem localizadas em suas extremidades chamadas placas de crescimento. Dentro das placas de crescimento, os condrócitos, as células mestras do crescimento ósseo, "despertam" de um estado dormente, iniciam um frenesi proliferativo, tornam-se muito aumentados e, no final de seu ciclo de vida, dão lugar aos osteoblastos, células construtoras dos ossos (Figura 1) (1). Como dito acima, este processo é regulado por muitos agentes locais e sistêmicos. Quando eles não estão em equilíbrio, o processo normal é comprometido, levando a um crescimento atrofiado ou excessivo.

Figura 1. Placa de crescimento.

O que acontece na acondroplasia?

Na acondroplasia, o FGFR3, um dos agentes locais que regulam como os condrócitos despertam, proliferam e crescem, está trabalhando demais devido a uma mutação em sua estrutura (2,3). Uma vez que a ação normal do FGFR3 é a de reduzir o ritmo de proliferação e hipertrofia (crescimento) dos condrócitos, quando está trabalhando excessivamente, os condrócitos simplesmente param suas funções normais e o crescimento ósseo é severamente comprometido.

O FGFR3 é o que é chamado de uma enzima receptora. Ele fica atravessado na membrana celular dos condrócitos, exatamente como uma antena no topo do telhado da casa (Figura 2). Enquanto uma antena de TV captura sinais de TV para entregá-los em nossas TVs dentro de casa, o FGFR3 transmite mensagens químicas fornecidas pelos FGFs de fora da célula para o núcleo da célula.

Basicamente, quando um FGF se liga à parte do FGFR3 que está fora da célula, ele ativa ("liga") o FGFR3 iniciando uma série de reações químicas que consistem em uma enzima ativando a vizinha e esta a seguinte como em uma cadeia de dominós, até a última, que entra no núcleo da célula (Figura 3). Dentro do núcleo da célula, esta última enzima ativará agentes locais que desencadearão (ou interromperão) a produção de proteínas a partir do DNA, cada uma delas com funções distintas. Nos condrócitos, os sinais provenientes do FGFR3 "dizem" ao núcleo da célula para interromper as atividades de multiplicação celular. Se os condrócitos param de se multiplicar, o crescimento ósseo fica comprometido (2,3).

Figura 2. O FGFR3 é como uma antena no telhado da casa, captando sinais de fora da célula e entregando-os ao núcleo da célula.

Figura 3. Vias de sinalização do FGFR3.

De Su N et al. Bone Res 2014; 2: 14003. Reproduzido aqui apenas para fins educativos.

Como você pode ver na Figura 3, a ativação do FGFR3 aciona várias cascatas enzimáticas (as vias sinalizadoras). A cascata MAPK (para Proteína Quinase Ativada por Mitógeno) é a mais importante para nós no contexto do CNP. A cascata MAPK consiste nas enzimas RAS, RAF, MEK e ERK (à direita na Figura 3) (3). A enzima ERK é a que alcança o núcleo da célula.

Vários estudos estabeleceram que, sob a ativação do FGFR3, a MAPK é especialmente responsável por regular o aumento dos condrócitos (hipertrofia, ver Figura 1) (2,3). A zona hipertrófica parece ser a camada mais importante na placa de crescimento em relação ao crescimento ósseo. Sob a superativação do FGFR3 na acondroplasia, há menos condrócitos proliferando e aumentando e é aqui que o CNP tem um importante papel. Vamos ver como isso funciona.

CNP e FGFR3

O CNP é produzido dentro da placa de crescimento e funciona como um promotor de crescimento ósseo, logo tem um efeito oposto ao FGFR3. Quando liberado, esse pequeno peptídeo se liga ao seu receptor na membrana celular dos condrócitos (da mesma forma que o FGF se liga ao FGFR3) e ativa  uma via química dentro dos condrócitos que inibe a MAPK ao nível da enzima RAF (Figura 4) (2). Você consegue ver o ponto? O CNP trabalha naturalmente reduzindo a atividade da via FGFR3.

Figura 4. Interseção das vias do FGFR3 e CNP.

De Klag KA e Horton WA. Hum Mol Gen 2016; 25: R2-R8. Reproduzida aqui apenas para fins educativos.

CNP e crescimento ósseo

Mutações de perda de função no gene do CNP ou no receptor do CNP (chamado NPRB), que prejudicam sua função normal, causam uma displasia óssea genética muito rara chamada displasia acromesomélica do tipo Maroteaux, que tem algumas características que se assemelham à acondroplasia (4,5). Pelo contrário, as mutações que levam ao ganho em função do CNP ou seu receptor levam ao crescimento excessivo dos ossos (6,7). O papel do CNP no crescimento ósseo foi descrito também em modelos de camundongos com acondroplasia e de ausência de CNP (8).

Fazendo do CNP uma terapia viável para a acondroplasia

A vida não é fácil para os peptídeos. Os processos da placa de crescimento são rigidamente regulados, como já vimos, mas na verdade isso ocorre em todos os processos orgânicos em funcionamento em nosso corpo. Proteínas e peptídeos ativos circulantes como o CNP podem iniciar, aumentar, diminuir ou interromper muitas reações químicas, de modo que o organismo possui vários sistemas para remover esses agentes da circulação, para evitar que causem efeitos indesejáveis. Um desses sistemas é composto por enzimas no sangue que têm como alvo peptídeos como o CNP (são chamadas de endopeptidases ou endoproteases). Isso é tão verdadeiro que, uma vez liberado na corrente sanguínea, o CNP durará apenas dois minutos (o que é chamado de meia-vida) (9).
Há cerca de dez anos atrás, cientistas provaram que o CNP tem um papel positivo no crescimento ósseo e que poderia contrabalançar o efeito inibitório do FGFR3 na acondroplasia (8), mas com essa curta meia-vida de apenas 2 min, como eles poderiam administrar o CNP para restaurar o crescimento ósseo? Eles foram capazes de mostrar que a infusão contínua de CNP teve um efeito positivo no crescimento ósseo (8), mas ter uma bomba de infusão conectada ao corpo para conseguir o efeito não parecia ser uma opção razoável quando se pensava em terapias de longo prazo naquele momento.

Portanto, era preciso encontrar outras soluções. O CNP faz parte de uma família de três moléculas estreitamente relacionadas, denominadas peptídeos natriuréticos. Um deles, o peptídeo natriurético do cérebro (brain) (BNP) mostrou ser naturalmente mais resistente à endoproteases devido a uma "cauda" prolongada que o CNP não possui (Figura 5). Com esse conhecimento em mãos, os pesquisadores desenvolveram uma forma de CNP que possui uma cauda prolongada similar ao BNP (10).

Figura 5. Peptídeos Natriuréticos.

Desenvolvendo o vosoritide

O CNP modificado (chamado de análogo), que conhecemos com o nome de vosoritide (BMN-111), não apenas retém as funções biológicas do peptídeo original, mas também é mais resistente à destruição pelas enzimas neutralizadoras, com uma meia-vida prolongada de 20 minutos. Ser capaz de circular por mais tempo na corrente sanguínea deu tempo suficiente para que o vosoritide pudesse alcançar as placas de crescimento para exercer sua função esperada (10).

De fato, ambos os estudos pré-clínicos em ratos e macacos resultaram em crescimento adicional e os resultados recentemente publicados do estudo de fase 2 em crianças com acondroplasia (10-12) demonstraram que uma injeção subcutânea (SC) uma vez ao dia de vosoritide resultou em aumento velocidade de crescimento ósseo e crescimento adicional em comparação com o que seria esperado sem o tratamento. O vosoritide está sendo testado em mais de 100 crianças em um estudo de fase 3 (NCT03197766), com resultados que estarão disponíveis no final deste ano e, se bem-sucedido, o medicamento poderá estar no mercado no próximo ano.

Agora, vamos dar uma olhada nos resultados do estudo da fase 2, publicado no New England Journal of Medicine (NEJM) na semana passada (12). Na verdade, os principais resultados relatados neste trabalho já haviam sido divulgados durante o evento "Dia da Pesquisa e Desenvolvimento" (R&D Day) realizado pela Biomarin em junho de 2018 e repetidos durante a conferência do JP Morgan em janeiro passado. Infelizmente, os links para essas apresentações não estão mais disponíveis no site da Biomarin, mas você pode ver um dos slides da apresentação do R&D Day de junho de 2018 na Figura 6.

Figura 6. Efeito do vosoritide na velocidade média de crescimento após 42 meses na 3ª coorte do estudo de fase 2 (15mcg/kg).

 

Imagem da apresentação do R&D Day da Biomarin (Jun 2018).

O conteúdo do estudo de fase 2 é protegido por direitos autorais, então não posso reproduzir figuras publicadas na revista, mas o NEJM divulgou uma imagem em sua conta no Twitter mostrando um dos principais resultados do estudo (Figura 7).

Figura 7. Aumento da velocidade de crescimento ósseo após seis meses do início do tratamento com vosoritide.

De Savararayan R et al. NEJM 2019; imagem (correspondente à Figura 1A no artigo original) obtida da conta Twitter de acesso aberto do NEJM e reproduzida aqui apenas para fins educativos.

Em resumo, o vosoritide (15mcg/kg) foi capaz de restaurar a velocidade de crescimento ósseo em crianças com acondroplasia tratadas a um nível mais próximo da velocidade média de crescimento ósseo observada em crianças não afetadas (Figura 6). O efeito se manteve após 42 meses de exposição. Não posso mostrar aqui, mas em uma das figuras (Figura 1B no texto original) pode-se interpretar que há uma leve tendência a uma redução no efeito sobre o crescimento ósseo ao longo dos 42 meses (12).

De todo modo, o estudo mostrou melhora progressiva no escore z para altura com 15mcg/kg/dia, o que, em linguagem do mundo real, significa que a diferença entre o padrão de crescimento das crianças expostas em relação às curvas de crescimento padrão diminuiu ao longo do tempo (12).

Uma questão que foi levantada no início do desenvolvimento clínico do vosoritide anos atrás foi se a droga causaria o agravamento da desproporção do corpo. Os resultados deste estudo mostram que isso não aconteceu mas, por outro lado, não houve melhora significativa nesse aspecto da displasia (12). É preciso lembrar que a maior parte da desproporção é estabelecida nos dois primeiros anos de vida, e que as crianças neste estudo tinham pelo menos seis anos de idade no momento da inscrição, possivelmente tarde demais para ver efeitos relevantes neste aspecto da acondroplasia.

Quanto a segurança, parece que o vosoritide tem um perfil de segurança razoável, com a maioria dos eventos adversos ligados à reações no local da injeção, que foram em sua maioria de intensidade leve. A exposição à substâncias biológicas pode desencadear uma resposta imunológica do organismo, que pode produzir anticorpos contra a droga administrada. Isso é comum no tratamento com anticorpos monoclonais contra o câncer e outras condições inflamatórias, por isso não é surpreendente que anticorpos anti-droga (ADA) tenham sido encontrados neste estudo (12). No entanto, parece que a presença de ADAs não teria impacto na eficácia do medicamento (13).

Qual será a resposta para seguinte pergunta? Uma vez que os resultados dos 42 meses de exposição já estavam disponíveis há um ano, por que resultados além daquele ponto de corte não foram incluídos neste estudo, que acaba de ser publicado?

Existe algo a melhorar?

Bem, o vosoritide tem mostrado consistentemente resultados que, se confirmados no estudo de fase 3 em andamento (NCT03197766), podem abrir caminho para ser aprovado para o tratamento da acondroplasia no próximo ano. Esta é uma notícia maravilhosa, pois esta terapia pode ajudar a melhorar a qualidade de vida de muitas crianças no futuro. No entanto, parece que há espaço para efeitos de crescimento ósseo ainda melhores com o CNP.

A Ascendis Pharma está desenvolvendo outro análogo do CNP (eles chamam de CNP-38, uma molécula de CNP com 38 aminoácidos), mas usando tecnologia proprietária para melhorar quanto tempo o seu CNP circula para exercer seus efeitos nos ossos. Eles criaram um sistema de transporte (podemos chamar de "táxi") para moléculas delicadas como o CNP (Figura 8). Protegido pelo táxi da Ascendis, o TransCon, seu CNP mostrou ter uma meia-vida muito mais longa em comparação com o vosoritide. De fato, eles acabaram de publicar os resultados completos de seus estudos pré-clínicos feitos com o TransCon CNP, que incluíram testes comparando seu CNP com o vosoritide (14). Em seu estudo eles reproduziram a molécula correspondente ao vosoritide, que é um CNP com 39 aminoácidos (ou, CNP-39) para comparar com seu CNP-38. Vamos dar uma olhada nesse estudo.

Figura 8. Sistema de transporte TransCon.

Da Ascendis Pharma. Você pode ver mais aqui.

Em resumo, devido às características de seu táxi e sua estrutura de CNP, eles verificaram que seu sistema TransCon oferecia uma exposição estável do seu CNP por uma semana, sem o pico de dosagem no plasma observado com o vosoritide, portanto, com mínimo efeito sobre a pressão sanguínea. O efeito no crescimento ósseo foi pelo menos tão bom quanto com o CNP-39 (Figura 9) (14).

Figura 9. Efeito do TransCon CNP (40 e 100 mcg/kg) vs. placebo e CNP-39 no comprimento do corpo e nos ossos.

De Breinholt VA et al. J Pharmacol Exp Ther 24 de junho de 2019, jpet.119.258251 (Artigo de acesso livre). Reproduzido aqui apenas para fins educativos. Pos. Ctrl. = CNP-39.

A Ascendis já realizou um estudo de fase 1 com o TransCon CNP em voluntários saudáveis ​​e confirmou a longa meia-vida de seu análogo, o que permitirá uma dose semanal, em contraste com a dose diária de vosoritide. Não houve questões com segurança cardíaca. A Ascendis deve iniciar seu estudo de fase 2 em crianças em breve.

Este é o fim da história?

Não, de forma alguma. A Daiichi Sankio, uma indústria farmacêutica japonesa, está desenvolvendo o ASB20123, um novo análogo do CNP. Neste caso, o composto é uma molécula de fusão onde a parte ativa do CNP é combinada com um fragmento do hormônio grelina, um outro peptídeo (Figura 10). Essa engenharia torna o CNP resistente à endopeptidases, dando mais tempo para que ele exerça suas funções (15,16). Basicamente, é o mesmo princípio usado para os análogos da Biomarin e da Ascendis.

Figura 10. Estrutura do ASB20123, um novo análogo do CNP.

De Morozumi N et al. PlosOne 2019 (acesso livre), reproduzido aqui apenas para fins educativos.

O ASB20123 demonstrou efeitos positivos claros no crescimento ósseo, como visto em seus experimentos em seu modelo de rato (Figura 11). Observe na figura 11D que é possível que, sob a maior dose testada, possa ter ocorrido crescimento excessivo (o terceiro animal). Infelizmente, não há radiografias neste estudo que permitam verificar densidades ou formas ósseas, mas, de fato, os pesquisadores mencionam que o supercrescimento provavelmente ocorreu quando os animais receberam doses mais altas (16).

Figura 11. Efeitos do ASB20123 no crescimento em um modelo de camundongo.

Curvas de crescimento de camundongos ICR juvenis fêmeas tratados com ASB20123 sc durante as 8 semanas do período de dosagem e as 4 semanas do período de washout. Os dados do peso corporal (A), comprimento do corpo (B) e comprimento da cauda (C) são mostrados nos painéis superiores, e as fotografias no painel inferior representam a aparência grosseira dos ratos no Dia 56 (D). Cada valor representa a média ± DP de 10 (para o período de dosagem) ou 5 ratos (para o período de washout). NS: não significativo (p> 0,05), *: diferença significativa (p <0,05) em relação ao grupo controle pelo teste de Dunnett. De Morozumi N et al. PlosOne 2019 (acesso livre), reproduzido aqui apenas para fins educativos.

Os pesquisadores também testaram o ASB20123 através de uma bomba SC, novamente fornecendo uma liberação sustentada de seu análogo, com melhores resultados de crescimento. O argumento é que o uso de uma bomba SC pode permitir concentrações estáveis, porém menores, de seu análogo para promover o crescimento ósseo sem eventos adversos cardíacos (especialmente hipotensão) (16). Bombas SC mais novas parecem ser mais confortáveis ​​do que os modelos mais antigos e poupariam as crianças de injeções diárias ou semanais. Não me sinto exatamente confortável com essa abordagem ainda, mas acho que é muito cedo para tirar conclusões sobre isso.

Horizonte brilhante

O campo da terapia para a acondroplasia está ficando lotado. Agora, existem dois análogos de CNP em desenvolvimento clínico, um deles, vosoritide, mais próximo da aprovação para o mercado, aguardando resultados de seu estudo de fase 3 no final deste ano. O outro, TransCon CNP, segue para o estudo de fase 2. A Therachon está desenvolvendo o TA-46, uma molécula baseada no FGFR3 e projetada para competir pelos FGFs com o receptor mutante (17). Um grupo japonês vem trabalhando com a meclizina, um antigo medicamento antiemético que mostrou efeitos positivos no crescimento ósseo (18). A QED Therapeutics, uma pequena empresa de biotecnologia, começou a trabalhar com o infigratinib, uma molécula projetada para bloquear a ativação dos FGFRs (19). O grupo japonês da Daiichi Sankio acaba de apresentar seu análogo do CNP (16). A osteocrina, um peptídeo natural, mostrou melhorar o crescimento ósseo bloqueando o NPRC (um receptor regulador para peptídeos natriuréticos), dando mais tempo para o CNP exercer seus efeitos no crescimento ósseo (20). Investigadores descobriram que uma família de drogas usadas para baixar o colesterol, as estatinas, também pode ser usada para melhorar o crescimento ósseo na acondroplasia (21). Além disso, já existem pesquisas iniciais explorando edição genética para tratar a acondroplasia (a ser revisada em um artigo futuro).

No entanto, isso ainda não é o fim

Com o conhecimento crescente sobre as vias químicas alteradas na acondroplasia e as pesquisas para colocá-las em equilíbrio novamente, os pesquisadores também começaram a explorar o uso de terapias inicialmente projetadas para a acondroplasia em outras displasias esqueléticas onde as vias do FGFR podem ter um papel relevante. O exemplo mais natural é a hipocondroplasia, que também é causada por mutações no FGFR3. Mas existem outras iniciativas.

Por exemplo, um estudo mostrou que o BMN111 (vosoritide) teve efeitos positivos em um modelo da Síndrome de Crouzon, uma craniossinostose associada a uma mutação do FGFR2 (22). A via da MAPK, chave na acondroplasia, também é fundamental na família de desordens genéticas denominadas RASopatias, nas quais enzimas da via MAPK ou seus reguladores têm mutações que prejudicam suas funções normais, o que causa uma infinidade de complicações clínicas. As RASopatias incluem a Neurofibromatose e a Síndrome de Noonan, entre vários outros distúrbios. Um trabalho recente com estatinas na Síndrome de Noonan mostrou que elas foram capazes de resgatar o crescimento nessa RASopatia (23). O mesmo grupo que trabalha com o ASB20123 testou o CNP em um modelo de rato com síndrome cardio-facio-cutânea, outra RASopatia, com resultados positivos (24).

Há novidades ainda melhores. Alguns meses atrás, pesquisadores chineses publicaram um estudo no qual descobriram que o FGFR3 tem um papel importante no mecanismo de distúrbios genéticos ligados à mutações no gene SLC26A2, que incluem a displasia diastrófica. Eles mostraram que inibir o FGFR3 com o infigratinib (o bloqueador do FGFR em desenvolvimento pela QED) melhorou a formação óssea e os fenótipos de duas formas letais de distúrbios do SLC26A2: acondrogênese tipo IB e atelosteogênese tipo II (25). Se eles conseguiram melhorar os fenótipos naquelas formas devastadoras de desordens genéticas ligadas ao transporte de sulfato, quais seriam os resultados em formas menos severas, como a displasia diastrófica?

A grande questão não é mais se há, ou haverá, qualquer tratamento disponível. A questão agora é: em que outras displasias esqueléticas terapias para a acondroplasia também poderão oferecer benefícios?

Divisão

A comunidade interessada tem se dividido ultimamente com opiniões divergentes sobre quais são realmente os propósitos dessas novas potenciais terapias. Alguns afirmam que seriam apenas para efeitos cosméticos, e uma ameaça à diversidade humana. Uma torrente de acusações e julgamento severo sobre os pais tomarem decisões sobre seus filhos sem seu "consentimento" tem sido publicada nas mídias sociais, como se decisões não são o que os pais sempre tomam, todos os dias, das mais banais às mais complexas questões possíveis em relação aos seus filhos.
 

Abraçando a mudança

Não muito tempo atrás, não havia nada a ser feito após o diagnóstico de uma desordem genética, porém resignar-se, pois não havia perspectivas à frente.

Agora, o tempo para a resignação acabou. Terapias para desordens genéticas do crescimento ósseo estão a caminho e elas não têm nada a ver com a redução da diversidade humana, como alguns têm declarado ultimamente. Elas têm a ver com proporcionar uma vida melhor para as crianças afetadas, futuros adultos.

Ao restaurar o crescimento ósseo, muitas complicações clínicas observadas em displasias ósseas poderão finalmente ser prevenidas ou minimizadas. Isso resultará em melhor funcionamento e melhor qualidade de vida para nossos amados filhos, à medida que crescem e se tornam adultos. Você pode imaginar seu filho não ter que passar por grandes cirurgias ainda bebê, ou ter que lidar com complicações ortopédicas e neurológicas ao longo da vida? (26, 27) Isso não seria bom o suficiente?

E finalmente, se restaurar o crescimento ósseo na acondroplasia e em outras desordens ósseas tornará os indivíduos tratados mais altos, melhor ainda, pois eles serão capazes de enfrentar melhor os muitos desafios existentes no mundo lá fora. Se você ainda não está lá, deve começar a pensar em abraçar a mudança logo. Ela está chegando.

Referências

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2. Klag KA and Horton WA. Advances in treatment of achondroplasia and osteoarthritis. Hum Mol Gen 2016; 25:R2-R8. Free access.

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27. Fredwall SO et al. Current knowledge of medical complications in adults with achondroplasia: A scoping review. Clin Genet. 2019 Mar 27. Acesso livre.