Aptameri formanti G-quadruplex per la terapia delle malattie da prioni

Le malattie da prioni, note anche come encefalopatie spongiformi trasmissibili (TSE), sono malattie neurodegenerative che colpiscono uomini e animali. Le TSE hanno suscitato grande interesse negli ultimi 25 anni a causa dell’ambigua natura dell'agente infettivo, eccezionalmente resistente, che ha generato timori di possibili epidemie. Sebbene non si siano verificati eventi catastrofici, l'attenzione per queste malattie è sempre molto elevata poiché non si è ancora in grado di bloccare o ritardare il loro esito fatale. La patogenesi delle TSE è legata alla conversione della proteina prionica normale (PrPC), presente soprattutto nel cervello, in una forma patologica (PrPSc) che ha forte tendenza ad aggregare, causando un’ampia e progressiva degenerazione cerebrale. Dato che la conversione di PrPC in PrPSc è un evento cruciale in tali malattie, la sua inibizione è un target ideale per una strategia terapeutica. Con questo progetto proponiamo un approccio innovativo per realizzare un'efficace terapia anti-prione basata su aptameri in grado di legare specificamente PrPC, inibendone la conversione in PrPSc. Gli aptameri sono oligonucleotidi sintetici che legano il target con elevata affinità e specificità grazie alla loro peculiare forma tridimensionale. Recentemente abbiamo dimostrato che alcuni oligonucleotidi formanti G-quadruplex hanno alta affinità e specificità per la PrPC in vitro e scarsa affinità per un oligomero di PrP mimico di PrPSc e che la loro struttura G-quadruplex è determinante per il riconoscimento della proteina (Nucleic Acids Res. 2013, 41:327). Inoltre, una di queste G-quadruplex ha mostrato attività anti-prione in cellule neuronali di topo infettate con agenti di TSE, il che suggerisce il loro potenziale uso nel trattamento delle malattie da prioni. In tale ambito, il nostro progetto, frutto della stretta collaborazione del PI con il gruppo del dott. Human Rezaei (Proteins Macroassemblies and Prion diseases, INRA, Francia), mira alla scoperta di nuovi validi strumenti terapeutici contro le malattie da prioni. I nostri sforzi si concentreranno essenzialmente su 3 Thrust: T1. Progettazione e sintesi di oligonucleotidi ricchi in guanine aventi modifiche chimiche che assicurino proprietà farmacocinetiche e pre-organizzazione conformazionale tali da favorire il riconoscimento specifico della proteina. T2. Caratterizzazione biofisica degli aptameri formanti G-quadruplex e selezione dei migliori ligandi della PrPC. T3. Valutazione in vitro e in vivo dell'attività anti-prione degli aptameri selezionati. I risultati di T2 e T3 saranno utili per progettare poi aptameri di seconda generazione, in un processo di ottimizzazioni successive. Tale progetto è centrato su un argomento di estremo interesse che rappresenta un intricato enigma lungi dall'essere risolto. Siamo convinti che i nostri studi contribuiranno ad ampliare le attuali conoscenze sulle TSE e a fornire nuovi candidati farmaci contro tali devastanti malattie ancora non sconfitte.