Tratando la acondroplasia: la historia del desarrollo del BMN-111

Traducción al español: Ma. Cristina Terceros S. (MaCriTeS)

Introducción

De acuerdo con Biomarin, el laboratorio que desarrolla el BMN-111, el estudio de fase 2 que se encuentra actualmente en curso con el primer grupo de niños con acondroplasia, tendrá los resultados publicados hasta el final del primer semestre de 2015, dentro de apenas tres meses a partir de ahora. Vale resaltar otras dos novedades divulgadas por el laboratorio. La primera es la actualización de las informaciones sobre el estudio de fase 2. La segunda es la historia recientemente publicada sobre el desarrollo de la BMN-111, que revisaremos aquí.

 Una mirada hacia el crecimiento óseo

Los cartílagos de crecimiento (Figura 1) son franjas estrechas de cartílago localizadas en ambas extremidades de los huesos largos, y son las estructuras responsables por la formación y por el crecimiento de los huesos. La placa de crecimiento es un tejido denso, cargado eléctricamente, donde no llega la sangre de manera directa, lo que hace con que los nutrientes y todos los demás agentes se vean obligados a transitar en medio a una formidable barrera química, para llegar hasta los condrocitos, las células maestras del crecimiento. Allí no son bienvenidas las grandes moléculas.

Figura 1. La placa de crecimiento del cartílago

Decenas de proteínas, enzimas, péptidos, hormonas y otros factores que desempeñan papeles importantes en la placa de crecimiento actúan en conjunto para permitir un ritmo regular y organizado de crecimiento óseo, el cual va a durar hasta el final de la pubertad cuando, en respuesta a diferentes y variados estímulos hormonales, las placas de crecimiento se fundirán y los huesos pararán de crecer (figura 2). Estos agentes pueden tener acciones positivas y negativas que irán a contrabalancear los efectos unas de las otras, a fin de permitir que los condrocitos se desarrollen y desenvuelvan en un sistema bien organizado para producir más hueso. Cuando todos esos agentes trabajan de manera equilibrada, es como una maravillosa sinfonía de Mozart.

Figura 2. El destino de la placa de crecimiento

Cuando observamos la placa de crecimiento a través de un microscopio, lo que se ve es que la propia placa de crecimiento es dividida en un determinado número de camadas o zonas, cada una de ellas con condrocitos en diferentes etapas de desarrollo (Figura 3).

Figura 3. Organización de la placa de crecimiento

Los condrocitos en la zona de reposo (resting zone) presentan pocas señales de actividad. Respondiendo a aquéllos diferentes estímulos, ellos comienzan a multiplicarse rápidamente (proliferan) y a organizarse en apilamientos (zona proliferativa). Siempre actuando en respuesta a esos agentes, ellos dejan de proliferar y comienzan a aumentar de volumen (zona hipertrófica) y, finalmente, son substituidos por osteoblastos (células formadoras de hueso), cuando el cartílago comienza a calcificarse.

La acondroplasia y el bug en la sinfonía

Vamos a hablar ahora un poco sobre los dos agentes que más nos interesan en esta revisión.

FGFR3

La acondroplasia es causada por una mutación en el gen FGFR3, que codifica (o carga la información para la producción de) la proteína activa (o enzima) denominada receptor del factor de crecimiento de fibroblasto tipo 3, o FGFR3. Esta enzima se localiza atravesada en la pared celular del condrocito, y funciona como una antena de TV, recibiendo señales del exterior de la célula, en este caso, transmitidas por FGFs que se encuentran presentes en el vecindario. Cuando el FGFR3 recibe una señal, a partir de un FGF, es activado (o encendido) e inicia una reacción química en cascada, con la activación de una proteína vecina, que activará otra, y esa una tercera y así en adelante, como en una cascada de dominó (Figura 4). La señal será llevada hasta el núcleo de la célula y hará con que la célula responda adecuadamente. Aunque la mayor parte de los agentes anteriormente mencionados desempeñe papeles positivos en el proceso de crecimiento del hueso, el FGFR3 es un freno natural para el crecimiento del hueso. Si no hubiese FGFR3, los huesos, probablemente, crecerían sin ningún tipo de control, causando gigantismo. De hecho, la literatura describe casos en los cuales el FGFR3 se encuentra inactivado, causando crecimiento excesivo (1). En la acondroplasia, la mutación hace con que el FGFR3 sea más activo de lo normal o, en otras palabras, el FGFR3 activado envía cantidad excesiva de señales para el núcleo de la célula. Una vez que su papel natural es el de reducir el ritmo de crecimiento del hueso, cuando se encuentra hiperactivo, provoca la interrupción del crecimiento del hueso (he aquí el bug en la sinfonía). Ahora, vea la Figura 4 y preste atención a la cascada del lado derecho, que comienza con RAS y continúa con RAF, MEK y ERK. Estas enzimas forman la denominada vía de la proteína quinasa activada por mitógeno (mitogen activated protein quinase o MAPK), que es de vital importancia para nuestra revisión.

Figura 4. Las vías de señalización del FGFR3 

Péptido natriurético del tipo C (CNP)

El CNP es un péptido producido naturalmente por nuestro cuerpo, así como sus otras dos principales moléculas hermanas, llamadas ANP y BNP. Los péptidos natriuréticos ya fueron revisados en varios artículos del blog, y yo recomendaría éste aquí para leerse primero. El CNP es producido por varios tejidos del cuerpo, pero normalmente no circula en la sangre, una vez que es rápidamente inactivado por las enzimas circulantes. Uno de los tejidos donde el CNP tiene una acción preponderante es exactamente la placa de crecimiento cartilaginosa. El CNP es producido en el vecindario de los condrocitos y estas células también producen el receptor para el CNP, llamado NPRB (receptor de péptido natriurético B) (Figura 5). Cuando el CNP se une a su receptor, esto también conduce a una reacción química en cascada en el interior de la célula. El aspecto interesante de la cascada del CNP es que ella “cruza” con la cascada MAPK activada por el FGFR3, inhibiéndola (2). Al inhibir la cascada MAPK, el CNP actúa como un regulador del efecto del FGFR3, y por eso podemos decir que ellos tienen papeles antagónicos en la sinfonía del crecimiento óseo. En realidad, existe una gran cantidad de evidencias de que el CNP tiene un papel positivo en el crecimiento óseo, fornecidas tanto por relatos de casos en los cuales el NPRB tiene una mutación hiperactiva llevando al crecimiento excesivo (3) o lo opuesto, cuando él no está funcionando, causando una displasia ósea que guarda semejanzas con la acondroplasia (4).

Figura 5. Las señales del CNP inhiben la vía de la MAPK en los condrocitos de la placa de crecimiento.

CNP en la acondroplasia

Un grupo japonés es responsable de muchas informaciones sobre la función biológica del CNP en la placa de crecimiento (5). El grupo, liderado por Kazua Nakao, desarrolló una estrategia donde ellos fueron capaces de generar una producción continua de CNP en un modelo de rata con acondroplasia. Expuestos a grandes volúmenes de CNP, estos animales no solamente rescataron el fenotipo de la acondroplasia, como también mostraron señales de crecimiento excesivo (6). El grupo de Nakao nos mostró que el CNP podría ser una solución para el tratamiento de la acondroplasia, pero el modelo que ellos desarrollaron, en los cuales se podía prever que el CNP tendría que ser inyectado a través de una vena, de manera continua, no se vio como algo práctico y/o viable.

Entonces, ¿qué sucedió después? Vamos a ver por qué el CNP no puede ser utilizado, de manera práctica, para tratar la acondroplasia y los nuevos desarrollos de esta convincente estrategia.

Desarrollando análogos de CNP

El CNP es una molécula constituida de aminoácidos, como las proteínas, pero mucho más corta que una proteína típica. Proteínas y péptidos son frecuentemente activos y provocan reacciones químicas, de manera que el cuerpo creó medidas para que, en condiciones normales, pueda controlar la cantidad y el tiempo que les es permitido causar reacciones químicas. El CNP es una víctima natural de algunas enzimas que circulan en la sangre llamadas endopeptidasas neutras (neutral endopeptidases). El CNP dura apenas dos minutos después de una inyección en la vena, debido a la acción de estas enzimas. Por el contrario, el BNP, otro miembro de la familia de péptidos natriuréticos, tiene una resistencia natural a la degradación enzimática y circula por más tiempo (y por eso tiene un papel relevante en algunas enfermedades cardiacas y ha sido intensamente explorado en este contexto). Se piensa que esta resistencia es el resultado de su “cola” más larga (Figura 6).

Figura 6. Principales péptidos natriuréticos.

De http://www.heartfailure.com/

Por eso, un plan de acción para alguien que piensa ofrecer el CNP para el tratamiento de la acondroplasia es desarrollar soluciones que permitan que la molécula circule por más tiempo. Una manera de hacer eso, es hacerlo más resistente a la degradación enzimática. Esa fue la solución para la molécula llamada NC-2, hecha de la parte reactiva del CNP, fusionada a la parte básica de un anticuerpo (comentada aquí). Esta molécula fue descrita como que contaba con una vida media de aproximadamente 20 horas (7), pero parece haber sido abandonada por el desarrollador, posiblemente por ser demasiado grande para la placa de crecimiento o por causa de preocupaciones sobre seguridad/toxicidad.

El BMN-111 es un CNP modificado que presenta una "cola" prolongada y algunas modificaciones de aminoácidos que lo hicieron más resistente contra las peptidasas (8). El resultado práctico es que dura hasta 20 minutos en la sangre, después de una inyección subcutánea. Entonces, vamos a ver los tests de laboratorio hechos con este análogo del CNP.

El desarrollo del BMN-111

El articulo publicado por Wends et al. (8) describe muchos de los estudios pre-clínicos (de laboratorio) realizados con moléculas relacionadas al CNP que acabaron por identificar al BMN-111 como el candidato para el desarrollo en ambiente clínico. Ésta será una breve visión general del articulo.

En resumen, los investigadores aplicaron varios abordajes para alargar o modificar la estructura del CNP, sin alterar su parte activa, para ver como los cambios afectarían su afinidad con las peptidasas. Crearon varios análogos que serían más resistentes a la degradación y, en seguida, comenzaron a testear si ellos serían capaces de ejercer efectos en las células y en la placa de crecimiento. Apenas una parte de esas moléculas mostro efectos positivos y continuaron siendo comparadas hasta que los investigadores decidieran que apenas un pequeño número de moléculas, incluyendo el BMN-111, tenían características adecuadas para continuar el desarrollo.

Los investigadores testearon entonces estos análogos en ratas saludables para ver la extensión de su efecto en la placa de crecimiento. Se verificó que el BMN-111 era el análogo que causaba más efecto en el crecimiento. A continuación, ellos testearon el BMN-111 en un modelo de rata con acondroplasia (fenotipo leve) y observaron que al final del estudio hubo restauración de la longitud de los huesos largos y de la distancia nasal-anal.

En secuencia, ellos testearon el BMN-111 en monos sanos y verificaron que tenía el ligero efecto esperado en parámetros cardiovasculares. También observaron que los animales del grupo tratados crecieron más y más rápido que los animales del grupo control. Testearon aún la calidad del hueso de los animales tratados y vieron que el nuevo hueso formado tenía propiedades fisiológicas normales.

El estudio ofrece muchos más detalles sobre los tests realizados, pero la idea aquí era darle una visión panorámica de toda la historia. Los resultados positivos acumulados verificados por los investigadores, proporcionaron credenciales para que el BMN-111 pudiese ser testeado dentro del contexto clínico, después de haber sido evaluado por la Food and Drug Administration(FDA).

En un estudio separado, Biomarin también testeó el BMN-111 en un modelo mucho más grave de condrodisplasias relacionadas con el FGFR3, que se asemeja a la displasia tanatofórica humana (9). En este estudio, el BMN-111 fue capaz de restaurar parcialmente, pero de manera significativa, el crecimiento de los huesos en los animales tratados, proporcionando más evidencias para el concepto de uso del BMN-111 para el tratamiento de la acondroplasia.

El año 2012, con la aprobación de la FDA, la Biomarin realizo un estudio de fase 1 en adultos saludables, especialmente para verificar los efectos cardiovasculares del BMN-111 (NCT01590446). En varios encuentros públicos, Biomarin informó que el estudio de la fase 1 fue realizado sin sorpresas, y que ellos confirmaron los efectos leves esperados del BMN-111 sobre la presión arterial. Los resultados fueron sometidos a la FDA, la cual finalmente aprobó el estudio de la fase 2 en niños con acondroplasia (NCT02055157), que comenzó a principios de 2014. Mientras tanto, para permitir comparaciones adecuadas en algunos parámetros-clave del crecimiento, la empresa Biomarin también inició un estudio observacional (un estudio sin intervenciones farmacológicas), con niños con acondroplasia, para aprender sobre su ritmo de crecimiento natural (NCT01603095). Biomarin ya divulgó algunos de los hallazgos clínicos de este estudio, en reuniones públicas (se puede acceder a la última aquí, páginas 133 y 134).

Leyendo la sección de criterios de inclusión para la participación en el estudio de fase 2 en el clinicaltrials.gov, aprendimos que la inscripción previa en este estudio observacional es necesaria para convertirse en candidato. Esto es importante para permitir que los investigadores puedan comparar la tasa de crecimiento natural antes y después del comienzo de la terapia con el BMN-111 en el estudio de fase 2.

El estudio de fase 2 con el BMN-111

Como dije al iniciar este artículo, la empresa Biomarin ha declarado en encuentros públicos que los resultados del estudio de fase 2 serán divulgados hasta fines del primer semestre de 2015. En esas reuniones, el desarrollador ha mencionado también que ellos están trabajando con la FDA, para poder testear otra dosis de BMN-111 en el estudio de fase 2 (leer este pequeño artículo anterior del blog). Aparte de eso, el laboratorio actualizó recientemente las informaciones del estudio de fase 2 para incluir un estudio de extensión a largo plazo para esos niños que participan del estudio. Éstas son señales que nos permiten sugerir que la droga no está mostrando problemas de seguridad relevantes, y que podría estar teniendo los efectos esperados en el crecimiento óseo. 


El siguiente (posible) paso: el estudio de fase 3?

Suponiendo que el estudio de fase 2 de BMN-111 será un éxito, el siguiente paso natural, después la presentación de sus resultados a la FDA, es conseguir la aprobación para el estudio  de fase 3. Un estudio de fase 3 es la clave para cualquier compuesto en desarrollo para convertirse en un fármaco en el futuro. En esta etapa, el producto se pondrá a prueba para confirmar su seguridad y eficacia en un mayor número de voluntarios de la población afectada. Normalmente, en el contexto de las enfermedades raras, un estudio de fase 3 requerirá no menos de 100 voluntarios. Es de esperar que se necesitarían otros centros de investigación, y posiblemente más países para alcanzar el número necesario de voluntarios para el estudio.

Dado el modelo corriente requerido por la FDA para estudios de fase 3, existe la posibilidad de que el estudio tenga un diseño controlado por placebo. Mi opinión es que este tipo de diseño podría ser cuestionado por razones éticas. Los niños tienen un tiempo limitado para crecer (por supuesto), y luego que los han incluido en un estudio de un medicamento que ya está mostrando efectos positivos sobre el crecimiento óseo (de nuevo, en el supuesto de que el estudio de fase 2 será un éxito) puedese imponer a los voluntarios expuestos al placebo una desventaja que no se podrá recuperar más tarde. 

Aunque la respuesta a la pregunta del estudio de fase 3 no se conoce desde el principio: ¿esto fármaco es  seguro y eficaz en una muestra representativa de la población afectada?, en lugar de comparar el fármaco candidato contra placebo, un mejor diseño sería utilizar lo mismo aplicado al estudio de fase 2 : la comparación de la tasa de crecimiento individual después de iniciar el tratamiento con la registrada antes.
¿Cuánto tiempo debe tener un estudio de fase 3 con BMN-111? Basado en la experiencia pre-clínica y en el diseño del estudio de fase 2, publicado en clinicaltrials.gov, es probable que va a durar por lo menos 6 meses. Un estudio controlado con placebo más largo también podría ser éticamente cuestionado por la misma razón expuesta anteriormente.

Bueno, eso es sólo una visión personal de lo que podría pasar después. Tenemos que esperar a los resultados del estudio de fase 2 y ver lo que realmente sucede. Apenas más tres meses ...


Referencias

1. Makrythanasis P et al. A novel homozygous mutation in FGFR3 causes tall stature, severe lateral tibial deviation, scoliosis, hearing impairment, camptodactyly, and arachnodactyly. Hum Mutat 2014;35(8):959-63.

 2. Yasoda A et al. Overexpression of CNP in chondrocytes rescues achondroplasia through a MAPK-dependent pathway.Nat Med 2004;10(1):80-6.

3. Miura K et al. An overgrowth disorder associated with excessive production of cGMP due to a gain-of-function mutation of the natriuretic peptide receptor 2 gene. PLoS One 2012;7(8):e42180. doi:10.1371/journal.pone.0042180. Free access.

4. Olney RC et al. Heterozygous mutations in natriuretic peptide receptor-B (NPR2) are associated with short stature. J Clin Endocrinol Metab 2006;91(4):1229-32. Free access.

5. Yasoda A & Nakao K. Translational research of C-type natriuretic peptide (CNP) into skeletal dysplasias. Endocr J 2010;57(8):659-66. Free access.

6. Kake T et al.  Chronically elevated plasma C-type natriuretic peptide level stimulates skeletal growth in transgenic mice. Am J Physiol Endocrinol Metab 2009;297(6):E1339-48. Free access.

7. Ono K et al.The ras-GTPase activity of neurofibromin restrains ERK-dependent FGFR signaling during endochondral bone formation.Hum Mol Genet 2013;22(15):3048-62. Free access.

8. Wendt DJ et al. Neutral endopeptidase-resistant C-type natriuretic Peptide variant represents a new therapeutic approach for treatment of fibroblast growth factor receptor 3-related dwarfism. J Pharmacol Exp Ther 2015;353(1):132-49. Free access.

9. Lorget F et al. Evaluation of the therapeutic potential of a CNP analog in a Fgfr3 mouse modelrecapitulating achondroplasia. Am J Hum Genet 2012;91(6):1108-14. Free access.

Tratando a acondroplasia: a história do desenvolvimento do BMN-111

Introdução

De acordo com a Biomarin, o laboratório que desenvolve o BMN-111, o estudo de fase 2 que está atualmente em curso com o primeiro grupo de crianças com acondroplasia terá os resultados publicados até o final do primeiro semestre de 2015, apenas três meses a partir de agora. Vale ressaltar duas outras novidades divulgadas pelo laboratório. A primeira é a atualização das informações sobre o estudo de fase 2 postadas no clinicaltrials.gov, que agora citam um estudo de extensão de longo prazo para as crianças que participam do estudo de fase 2. A segunda é a recentemente publicada história do desenvolvimento da BMN-111, que iremos rever aqui.

 Um olhar sobre o crescimento ósseo

As cartilagens de crescimento (Figura 1) são faixas estreitas de cartilagem localizadas em ambas as extremidades dos ossos longos e são as estruturas responsáveis ​​pela formação e crescimento dos ossos. A placa de crescimento é um tecido denso, eletricamente carregado, sem fornecimento de sangue direto, o que faz com que os nutrientes e todos os outros agentes sejam obrigados a trafegar em meio a uma formidável barreira química  para alcançar os condrócitos, as células mestras do crescimento. Grandes moléculas não são bem-vindas lá.

Figura 1. A placa de crescimento da cartilagem

Dezenas de proteínas, enzimas, peptídeos, hormônios e outros fatores que desempenham papéis importantes na placa de crescimento atuam em conjunto para permitir um ritmo regular e organizado de crescimento ósseo, o qual vai durar até ao final da puberdade quando, em resposta a vários estímulos hormonais, as placas de crescimento se fundirão e os ossos pararão de crescer (figura 2). Estes agentes podem ter ações positivas e negativas que irão contrabalançar os efeitos umas das outras, a fim de permitir que os condrócitos se desenvolvam em um sistema bem organizado para produzir mais osso. Quando todos esses agentes trabalham em equilíbrio, é como uma maravilhosa sinfonia de Mozart.

Figura 2. O destino da placa de crescimento

Quando observamos a placa de crescimento por meio de um microscópio, o que se vê é que a própria placa de crescimento é dividida em um certo número de camadas ou zonas, cada uma delas com condrócitos em vários estágios de desenvolvimento (Figura 3).

Figura 3. Organização da placa de crescimento

Os condrócitos na zona de repouso (resting zone) apresentam poucos sinais de atividade. Respondendo àqueles vários estímulos, eles começam a multiplicar rapidamente (proliferam) e a organizarem-se em pilhas (zona proliferativa). Sempre agindo em resposta a esses agentes, eles param de proliferar e começam a aumentar de volume (zona hipertrófica) e, finalmente, eles são substituídos por osteoblastos (células formadoras de osso), quando a cartilagem começa a calcificar.

A acondroplasia e o bug na sinfonia

Vamos falar um pouco agora sobre os dois agentes que mais nos interessam nesta revisão.

FGFR3

Acondroplasia é causada por uma mutação no gene FGFR3, que codifica (ou carrega a informação para a produção de) a proteína ativa (ou enzima) denominada receptor do fator de crescimento de fibroblastos 3, ou FGFR3. Esta enzima está localizada atravessada na parede celular do condrócito e funciona como uma antena de TV, recebendo sinais do exterior da célula, neste caso, transmitidos por FGFs que se encontram presentes na vizinhança. Quando o FGFR3 recebe um sinal a partir de um FGF, torna-se ativado (ou ligado) e inicia uma reação química em cascata, com a ativação de uma proteína vizinha, que vai ativar uma outra e essa uma terceira e assim por diante, como numa cadeia de dominó (Figura 4). O sinal será levado até ao núcleo da célula e fará com que a célula responda adequadamente. Embora a maior parte dos agentes mencionados acima desempenhe papéis positivos no processo de crescimento do osso, o FGFR3 é um freio natural para o crescimento do osso. Se não houvesse FGFR3, os ossos provavelmente iriam crescer sem controle, causando gigantismo. De fato, a literatura descreve casos em que o FGFR3 está inativado, causando crescimento excessivo (1). Na acondroplasia, a mutação faz com que o FGFR3 seja mais ativo do que o normal ou, em outras palavras, o FGFR3 ativado envia excessivamente sinais para o núcleo da célula. Uma vez que o seu papel natural é de reduzir o ritmo de crescimento do osso, quando está hiperativo, provoca a interrupção do crescimento do osso (eis o bug na sinfonia). Agora, veja a Figura 4 e preste atenção na cascata à direita, que começa com RAS e continua com RAF, MEK e ERK. Estas enzimas formam a chamada via da proteína quinase ativada por mitógeno (mitogen activated protein quinase ou MAPK), que é da maior importância para nossa revisão.

Figura 4. As vias de sinalização do FGFR3

Peptídeo natriurético do tipo C (CNP)

O CNP é um peptídeo produzido naturalmente pelo nosso corpo, assim como sua outras duas principais moléculas irmãs, chamadas ANP e BNP. Os peptídeos natriuréticos já foram revistos em vários artigos do blog, e eu recomendaria este aqui para você ler primeiro. O CNP é produzido por vários tecidos do corpo, mas normalmente não circula no sangue, uma vez que é rapidamente inativado pelas enzimas circulantes. Um dos tecidos onde o CNP tem uma ação preponderante é exatamente a placa de crescimento cartilaginosa. O CNP é produzido na vizinhança dos condrócitos e estas células também produzem o receptor para o CNP, chamado de NPRB (receptor de peptídeo natriurético B) (Figura 5). Quando o CNP se liga ao seu receptor, isto também leva a uma reação química em cascata no interior da célula. O aspecto interessante da cascata do CNP é que ela "cruza" com a cascata MAPK ativada pelo FGFR3, inibindo-a (2). Ao inibir a cascata MAPK, o CNP age como um regulador do efeito do FGFR3 e por isso podemos dizer que eles têm papéis antagônicos na sinfonia do crescimento ósseo. Na verdade, existe uma grande quantidade de evidências de que o CNP tem um papel positivo no crescimento ósseo, fornecida tanto por relatos de casos em que o NPRB tem uma mutação hiperativa levando ao crescimento excessivo (3) ou o oposto, quando ele não está funcionando, causando uma displasia óssea que guarda semelhanças com a acondroplasia (4).

Figura 5. Os sinais do CNP inibem a via da MAPK nos condrócitos da placa de crescimento 

CNP na acondroplasia

Um grupo japonês é responsável por muitas informações sobre a função biológica do CNP na placa de crescimento (5). O grupo liderado por Kazua Nakao desenvolveu uma estratégia em que eles foram capazes de gerar uma produção contínua de CNP em um modelo de rato com acondroplasia. Expostos a grandes volumes de CNP, esses animais não apenas resgataram o fenótipo da acondroplasia, como também mostraram sinais de crescimento excessivo (6). O grupo de Nakao nos mostrou que o CNP poderia ser uma solução para o tratamento de acondroplasia, mas o modelo que eles desenvolveram, em que se podia prever que o CNP teria que ser dado através de uma veia, de forma contínua, não soou prático e / ou viável.

Então, o que aconteceu depois? Vamos ver porque o CNP não pode ser utilizado, de forma prática, para tratar a acondroplasia e os novos desenvolvimentos desta convincente estratégia.

Desenvolvendo análogos do CNP

O CNP é uma molécula constituída de aminoácidos, como as proteínas, mas muito mais curta do que uma proteína típica. Proteínas e peptídeos são frequentemente ativos e provocam reações químicas, de modo que o corpo criou medidas para, em condições normais, controlar a quantidade e tempo que lhes é permitido causar reações químicas. O CNP é uma vítima natural de algumas enzimas que circulam no sangue chamadas de endopeptidases neutras (neutral endopeptidases). O CNP dura apenas dois minutos depois de uma injeção na veia, devido à ação destas enzimas. Ao contrário, o BNP, outro membro da família de peptídeos natriuréticos, tem uma resistência natural à degradação enzimática e circula por mais tempo (e por isso tem um papel relevante em algumas doenças cardíacas e tem sido intensamente explorado neste contexto). Pensa-se que esta resistência é resultado de sua "cauda" mais longa (Figura 6).

Figura 6. Principais peptídeos natriuréticos.

De http://www.heartfailure.com/

Por isso, um curso de ação para alguém pensando em oferecer o CNP para o tratamento de acondroplasia, é desenvolver soluções que permitam a molécula circular mais tempo. Uma maneira de fazer isso é torná-lo mais resistente à degradação enzimática. Essa foi a solução para a molécula chamada NC-2, feita da parte reativa do CNP fusionada à parte básica de um anticorpo (comentada aqui). Esta molécula foi descrita como tendo uma meia-vida de cerca de 20 horas (7), mas parece ter sido abandonada pelo desenvolvedor, possivelmente por ser demasiado grande para a placa de crescimento ou por causa de preocupações sobre segurança / toxicidade.

O BMN-111 é um CNP modificado que apresenta uma "cauda" prolongada e algumas modificações de aminoácidos que o tornaram mais resistente contra as peptidases (8). O resultado prático é que dura até 20 minutos no sangue, após uma injeção subcutânea. Então, vamos ver os testes de laboratório feitos com este análogo do CNP.

O desenvolvimento do BMN-111

O artigo publicado por Wendt et al. (8) descreve muitos dos estudos pré-clínicos (de laboratório) realizados com moléculas relacionadas ao CNP que acabaram por identificar o BMN-111 como o candidato para o desenvolvimento em ambiente clínico. Esta será uma breve visão geral desse artigo.

Em resumo, os pesquisadores aplicaram várias abordagens para alongar ou modificar a estrutura do CNP, sem alterar a sua parte ativa, para ver como as mudanças afetariam sua afinidade com as peptidases. Criaram vários análogos que eram mais resistentes à degradação e, em seguida, começaram a testar se eles seriam capazes de exercer efeitos nas células e na placa de crescimento. Apenas uma parte dessas moléculas mostrou efeitos positivos e continuaram a ser comparadas até os pesquisadores decidirem que apenas um pequeno número de moléculas, incluindo o BMN-111, tinham características adequadas para continuar o desenvolvimento.

Os pesquisadores então testaram estes análogos em ratos saudáveis para ver a extensão do seu efeito na placa de crescimento. Verificou-se que o BMN-111 era o análogo que causava mais efeito no crescimento. A seguir, eles testaram o BMN-111 em um modelo de rato com acondroplasia (fenótipo leve) e observaram que ao final do estudo houve restauração do comprimento dos ossos longos e da distância nasal-anal.

Em sequência, eles testaram o BMN-111 em macacos saudáveis ​​e verificaram que ele tinha o esperado ligeiro efeito em parâmetros cardiovasculares. Também observaram que os animais tratados cresceram mais e mais rápido do que os animais do grupo controle. Testaram ainda a qualidade do osso dos animais tratados e viram que o novo osso formado tinha propriedades fisiológicas normais.

O estudo oferece muito mais detalhes sobre os testes realizados, mas a ideia aqui era lhe dar uma panorâmica de toda a história. Os resultados positivos acumulados verificados pelos pesquisadores, forneceram credenciais para que o BMN-111 pudesse ser testado no contexto clínico, após avaliação pela Food and Drug Administration (FDA).

Em um estudo separado, a Biomarin também testou o BMN-111 em um modelo muito mais grave de condrodisplasias relacionadas ao FGFR3, que se assemelha à displasia tanatofórica humana (9). Neste estudo, o BMN-111 foi capaz de restaurar parcialmente, mas de forma significativa, o crescimento dos ossos nos animais tratados, fornecendo mais evidências para o conceito de utilização do BMN-111 para o tratamento da acondroplasia.

Em 2012, com a aprovação da FDA, a Biomarin realizou um estudo de fase 1 em adultos saudáveis, especialmente para verificar os efeitos cardiovasculares do BMN-111 (NCT01590446). Em vários encontros públicos, a Biomarin informou que o estudo de fase 1 foi realizado sem surpresas, e que eles confirmaram os efeitos leves esperados do BMN-111 sobre a pressão arterial. Os resultados foram submetidos à FDA, que finalmente aprovou o estudo de fase 2 em crianças com acondroplasia (NCT02055157), que começou no início de 2014. Enquanto isso, para permitir comparações adequadas em alguns parâmetros-chave do crescimento, a Biomarin também iniciou um estudo observacional (um estudo sem intervenções farmacológicas), com crianças com acondroplasia, para aprender sobre o seu ritmo de crescimento natural (NCT01603095). A Biomarin já divulgou alguns dos achados clínicos deste estudo, em reuniões públicas (você pode acessar a última aqui, páginas 133 e 134).

Lendo a seção de critérios de inclusão para a participação no estudo de fase 2 no clinicaltrials.gov, aprendemos que a inscrição prévia neste estudo observacional é necessária para se tornar candidato. Isso é importante para permitir que os pesquisadores possam comparar a taxa de crescimento natural antes e após o início da terapia com o BMN-111 no estudo de fase 2.

O estudo de fase 2 com o BMN-111

Como disse no início deste artigo, a Biomarin tem declarado em encontros públicos que os resultados do estudo de fase 2 serão divulgados até o final do primeiro semestre de 2015. Nessas reuniões, o desenvolvedor tem também mencionado que eles estão trabalhando com a FDA, a fim de testar outra dose do BMN-111 no estudo de fase 2 (leia este pequeno artigo anterior do blog). Além disso, o laboratório atualizou recentemente as informações do estudo de fase 2 para incluir um estudo de extensão de longo prazo para essas crianças que participam do estudo. Estes são sinais que nos permitem sugerir que a droga não está mostrando problemas de segurança relevantes e que poderia estar exercendo os efeitos esperados no crescimento ósseo. Teremos de esperar para ver.


Próximo (possível) passo: o estudo de fase 3?

Partindo do princípio de que o estudo de fase 2 com o BMN-111 será bem sucedido, o natural próximo passo, depois dos resultados serem submetidos a FDA, é obter a aprovação para o estudo de fase 3. Um estudo de fase 3 é chave para qualquer composto em desenvolvimento se tornar um medicamento no futuro. Nesta fase, o medicamento será testado para confirmar sua segurança e eficácia em um número maior de voluntários da população afetada. Normalmente, no contexto das condições raras, um estudo de fase 3 exigirá não menos do que 100 voluntários. Pode-se prever que mais centros de pesquisa e, possivelmente, mais países seriam necessários para atingir o número de voluntários necessários para o estudo.

Dado o atual modelo exigido pela FDA para estudos de fase 3, há uma chance de que o estudo tenha um desenho com controle com placebo. Minha opinião pessoal é que esse tipo de desenho poderia ser questionado por razões éticas. Crianças têm um tempo limitado para crescer (é claro), então tê-las incluídas em um estudo com uma droga que já vem mostrando efeitos positivos no crescimento ósseo (novamente, assumindo que o estudo de fase 2 será bem sucedido) pode impor aos voluntários expostos ao placebo uma desvantagem que não poderá ser recuperada mais tarde. 

Embora a resposta para a pergunta do estudo de fase 3 não seja conhecida desde o início: é esta droga segura e eficiente em uma amostra significativa da população afetada ?, em vez de comparar a droga candidata contra placebo, um desenho mais adequado seria o de usar o mesmo aplicado para o estudo de fase 2: comparar a taxa de crescimento individual após o início do tratamento com a registrada antes.

Quanto tempo deve durar um estudo de fase 3 com o BMN-111? Com base na experiência pré-clínica e no desenho do estudo de fase 2 publicado no clinicaltrials.gov, é provável que terá a duração de no mínimo 6 meses. Um estudo controlado com placebo mais longo poderia também ser eticamente questionado pela mesma razão exposta acima.

Bem, isso é apenas uma visão pessoal do que poderá acontecer adiante. Temos de aguardar os resultados do estudo de fase 2 e ver o que realmente acontece. Apenas mais três meses...

Referências

1. Makrythanasis P et al. A novel homozygous mutation in FGFR3 causes tall stature, severe lateral tibial deviation, scoliosis, hearing impairment, camptodactyly, and arachnodactyly. Hum Mutat 2014;35(8):959-63.

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