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为解决寡核苷酸治疗神经肌肉疾病时递送难题，研究人员开发 FORCETM平台并用于治疗强直性肌营养不良 1 型（DM1）研究。结果显示该平台能改善 DM1 症状，这为 DM1 治疗提供新方向，有望推动相关疗法发展。
在生命科学和医学领域，基因治疗一直是备受瞩目的研究方向，其中寡核苷酸作为一种潜在的有力治疗手段，有望攻克诸多遗传疾病。然而，在实际应用中，寡核苷酸面临着一个棘手的难题 —— 组织递送效率低下。尤其是在治疗神经肌肉疾病时，常规的寡核苷酸给药方式效果不佳，难以在目标肌肉组织中发挥作用，这极大地限制了其临床应用。
强直性肌营养不良 1 型（DM1）是一种严重的神经肌肉疾病，它如同隐藏在人体中的 “定时炸弹”，给患者带来极大的痛苦。DM1 由 DMPK 基因中 CTG 重复序列扩增所致，这些异常扩增的序列转录为 CUG 三联体，在细胞核中大量聚集，像磁铁一样 “吸附” 剪接蛋白，进而引发剪接异常，最终导致疾病的发生和发展。目前针对 DM1 的治疗手段十分有限，患者长期遭受病痛折磨，生活质量严重下降。因此，开发一种高效的寡核苷酸递送平台，成为攻克 DM1 等神经肌肉疾病的关键所在。
为了突破这一困境，来自 Dyne Therapeutics Inc 等机构的研究人员积极开展研究。他们致力于开发 FORCETM平台，旨在克服寡核苷酸向肌肉递送的障碍，并探索其在治疗 DM1 方面的潜力。经过一系列深入研究，他们发现该平台能够有效将寡核苷酸递送至肌肉组织，在多种 DM1 模型中展现出良好的治疗效果，这一成果为 DM1 的治疗带来了新的曙光。相关研究成果发表在《Communications Medicine》杂志上。
在研究过程中，研究人员采用了多种关键技术方法。在细胞和动物模型构建方面，利用基因工程技术构建了多种小鼠模型，如 HSALR小鼠、表达人 TfR1 的敲入小鼠以及 hTfR1;DMSXL 小鼠等，还使用了来自患者的原代肌母细胞和永生肌母细胞。在分子生物学检测方面，运用 RNA 提取、逆转录和 qPCR 技术，对基因表达和剪接变化进行定量分析；通过亚细胞分级分离获取细胞核和细胞质组分，探究 DMPK RNA 的定位；采用原位杂交链反应（HCR）和肽核酸（PNA）探针原位杂交技术，检测 DMPK 核焦点。此外，利用表面等离子共振（SPR）技术分析抗体与受体的结合动力学，借助流式细胞术和共聚焦显微镜观察细胞对寡核苷酸的摄取和定位情况。
下面来详细看看研究结果：
- 小鼠抗 TfR1 单克隆抗体的生成和 FORCE 递送方式的选择：研究人员运用小鼠杂交瘤技术成功制备出与人和食蟹猴 TfR1 交叉反应的单克隆抗体。通过 ELISA 和 SPR 筛选，挑选出对 TfR1 具有高亲和力和选择性的抗体克隆。实验表明，FDC4 在降低野生型小鼠骨骼肌中 Dmpk 表达方面效果显著，优于 ADC1，这表明 Fab 作为递送方式更具优势。同时，FDC4 能通过 TfR1 介导的机制增强 ASO 的递送效果，相比未结合的 ASO1 和非 TfR1 靶向的 FDC5，它能更有效地降低 Dmpk RNA 水平。
- 人源化和开发可行性评估：为降低免疫原性，研究人员对 Clone 4 进行人源化改造，使其与人类 IGHV4 - 59/IGKV1 - 39 同源物的恒定区和框架区匹配。经过筛选，FAB02 脱颖而出，它在化学和热应激条件下表现稳定，未出现聚集现象，因此被选用于 FORCE 平台。
- 偶联优化：研究人员开发了一种多步骤的偶联方法，生成稳定的中间产物，并选用 Val - Cit 连接子。这种连接子血清稳定性良好，在临床应用中具有优势。通过优化，最终获得的 FDCs 纯度高、产量大，药物抗体比约为 1，Fab 转化效率超过 80%。
- 连接子的体外稳定性：在小鼠、大鼠、食蟹猴和人类血清中对 FDC1 进行检测，结果显示连接子在 72 小时内保持 90% 以上的完整性。鉴于 Fabs 在人体内循环半衰期较短（小于 2 小时），这一数据表明连接子在循环中的稳定性不会成为问题。
- FDCs 通过 TfR1 增强肌肉中 ASO 的活性：SPR 检测表明 FAB02 对食蟹猴和人 TfR1 具有纳摩尔亲和力，且人源化后对 TfR1 的选择性得以保持，几乎不与 hTfR2 结合。流式细胞术和共聚焦显微镜观察发现，FAB02 通过内体途径内化，符合 TfR1 介导的摄取机制。在小鼠和食蟹猴体内实验中，FDC1 和 FDC3 分别在肌肉中显著降低 Dmpk RNA 和 DMPK 表达，效果优于未结合的 ASO1，同时 FDC3 减少了 ASO 在非靶器官的药效作用。
- 与 TfR1 靶向 Fab 偶联增强了 HSALR小鼠中 ASO 的功能益处：在 HSALR小鼠模型中，FAB01 - ASO2 偶联物（FDC2）相比未结合的 ASO2，能更有效地降低 ACTA1 表达，纠正剪接异常，改善肌强直症状。这表明与 TfR1 靶向 Fab 偶联可以显著提高 ASO 在治疗肌强直性营养不良模型中的疗效。
- DYNE - 101 通过 TfR1 内化并靶向突变的人 DMPK RNA：DYNE - 101 由 FAB02 和针对人 DMPK RNA 设计的 ASO3 组成。SPR 和流式细胞术证实了它通过 TfR1 介导的结合。在 hTfR1;DMSXL 小鼠中，DYNE - 101 能够降低突变的人 DMPK 表达，而对照 FAB05 - ASO3 偶联物（FDC6）则无此效果，进一步确认了 DYNE - 101 通过 TfR1 介导的摄取机制发挥作用。
- DYNE - 101 改善 DM1 的分子特征：对 hTfR1;DMSXL 小鼠的研究发现，DYNE - 101 能降低核内 DMPK 水平，减少心脏中 DMPK 焦点面积，几乎完全纠正剪接异常。在 DM1 患者来源的肌管中，DYNE - 101 也能降低 DMPK 表达和核焦点面积，纠正 BIN1 的错误剪接。这些结果表明 DYNE - 101 具有改善 DM1 分子特征的潜力。
- DYNE - 101 每月给药在 hTfR1;DMSXL 小鼠中实现了肌肉中突变人 DMPK 的持久抑制：在 hTfR1;DMSXLWT/Tg小鼠中，DYNE - 101 的剂量与 DMPK 表达降低呈正相关。每月重复给药比单次给药效果更好，能在多个肌肉组织中显著降低 DMPK 表达，且在大多数肌肉中呈现剂量依赖性。这表明长期给药可能是实现 DYNE - 101 全部治疗潜力的必要方式。
- DYNE - 101 的药效学可转化到更高物种：在食蟹猴实验中，DYNE - 101 能剂量依赖性地降低心脏和骨骼肌中的 DMPK RNA 水平。重复每月给药后，在心脏、骨骼肌、食管和十二指肠等组织中均观察到显著的 DMPK 抑制作用，且肌肉中 ASO 浓度呈剂量依赖性。这说明 DYNE - 101 的药效学在更高物种中具有可转化性。
研究结论和讨论部分表明，FORCE 平台的开发为寡核苷酸向肌肉的递送提供了有效解决方案。与 TfR1 靶向 Fab 偶联显著增强了 ASO 在肌肉中的疗效，DYNE - 101 在多种 DM1 模型中展现出良好的治疗效果，为 DM1 的治疗带来了新的希望。然而，研究也存在一些局限性，如缺乏能全面研究全长突变人 DMPK 下调对疾病影响的啮齿动物模型，食蟹猴研究的持续时间有限等。尽管如此，这项研究仍然具有重要意义，为后续 DM1 治疗药物的开发提供了坚实的理论基础和实践依据，有望推动相关领域的进一步发展，为 DM1 患者带来更多的治疗选择和更好的生活质量。
