一种新型选择性组蛋白去乙酰化酶 1 和 2 抑制剂对胎儿血红蛋白生成的强效再激活作用

IF 1.8 Q3 HEMATOLOGY

Hematology, Transfusion and Cell Therapy Pub Date : 2024-10-01 DOI:10.1016/j.htct.2024.09.064

VGF Pastre , AR Pavan , C Lanaro , DM Albuquerque , RC Chelucci , LLG Ferreira , AD Andricopulo , JLD Santos , FF Costa

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Após o tratamento, as células foram coletadas e a expressão dos genes HBG12 foi quantificada através de qPCR e porcentagem de células HbF-positivas foi avaliada por citometria de fluxo. Para efeitos comparativos, foi utilizado o tratamento com 100 μM de hidroxiuréia (HU). Ainda, foi realizado ensaio de inibição da atividade das HDACs 1 e 2 pelo Composto 2, assim como, caracterização de propriedades de absorção, distribuição, metabolismo e excreção (ADME).</div></div><div><h3>Resultados</h3><div>O Composto 2 aumentou significativamente os níveis de RNAm de HBG1/2. Em 72 horas, as concentrações de 0,8 μM e 1 μM elevaram os níveis de RNAm de HBG1/2 em 58 e 63 vezes, respectivamente (CTRL = 0,012 ± 0,002 A.U vs. 0,8 μM = 0,68 ± 0,16 A.U e 1 μM = 0,73 ± 0,17 A.U, p < 0,0001, n = 4). Em 96 horas, os aumentos foram de 49 e 52 vezes (CTRL = 0,022 ± 0,014 A.U vs. 0,8 μM = 1,1 ± 0,19 A.U e 1 μM = 1,17 ± 0,28 A.U, p < 0,0001, n = 4). Em contraste, HU a 100 μM resultou em um aumento máximo de 10 vezes na expressão de mRNA de HBG1/2 em 72 horas (n = 2). A citometria de fluxo mostrou um aumento significativo em células HbF-positivas. Após 72 horas, houve um aumento para 7,06 ± 0,92% com 0,8 μM e para 7,48 ± 0,55% com 1 μM, comparado a 0,83 ± 0,12% nos controles (p < 0,0001, n = 4). Em 96 horas, os aumentos foram para 11,35 ± 1,15% e 12,78 ± 0,34%, comparado a 0,91 ± 0,12% (p < 0,0001, n = 4). HU induziu um aumento em células HbF-positivas para 5,65 ± 0,59% em 72 horas e 5,73 ± 0,52% em 96 horas (p < 0,0001, n = 2). Ainda, o Composto 2 inibiu 91% da atividade de HDAC1 e 71% de HDAC2 a 1 μM. Os estudos de ADME revelaram logD de 2,51 em pH 7,4, alta permeabilidade (Pe 14,61 x 10̂-6 cm/s), alta estabilidade metabólica (t = 266,6 minutos) e depuração de 10,4 μL/min/mg.</div></div><div><h3>Discussão</h3><div>As HDACs 1 e 2 desempenham um papel crítico na regulação da expressão gênica das globinas, removendo grupos acetil e compactando a cromatina, o que silencia os genes HBG. A inibição dessas enzimas promove o aumento da acetilação de histonas, abrindo a cromatina e permitindo a reativação dos genes HBG1/2. O Composto 2, ao inibir seletivamente HDAC1 e HDAC2, demonstrou uma capacidade superior de aumentar a expressão de HBG1/2 e a produção de HbF em comparação com a HU, principal fármaco aprovado para o tratamento da DF e talassemia β.</div></div><div><h3>Conclusão</h3><div>A potente reativação da produção de HbF e as propriedades farmacocinéticas favoráveis (alta estabilidade metabólica e boa permeabilidade) destacam o Composto 2 como um candidato promissor para desenvolvimento como uma terapia oral, possivelmente oferecendo uma alternativa para o tratamento da DF e talassemia β.</div></div>","PeriodicalId":12958,"journal":{"name":"Hematology, Transfusion and Cell Therapy","volume":"46 ","pages":"Page S39"},"PeriodicalIF":1.8000,"publicationDate":"2024-10-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"POTENTE REATIVAÇÃO DA PRODUÇÃO DE HEMOGLOBINA FETAL POR NOVO INIBIDOR SELETIVO DE HISTONA DEACETILASE 1 E 2\",\"authors\":\"VGF Pastre , AR Pavan , C Lanaro , DM Albuquerque , RC Chelucci , LLG Ferreira , AD Andricopulo , JLD Santos , FF Costa\",\"doi\":\"10.1016/j.htct.2024.09.064\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"<div><h3>Introdução</h3><div>A reativação dos genes da γ-globina (HBG1/2), que resultam na produção de hemoglobina fetal (HbF), é uma estratégia terapêutica validada para o tratamento da doença falciforme (DF) e talassemia β.</div></div><div><h3>Objetivo</h3><div>Investigar o Composto 2, um derivado de 2-aminobenzamida, quanto à sua capacidade de induzir a produção de HbF em células HUDEP-2, através da inibição das Histonas Deacetilases (HDACs) 1 e 2.</div></div><div><h3>Métodos</h3><div>O Composto 2 foi ensaiado em células HUDEP-2, uma linhagem derivada de progenitores eritróides. 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Em 96 horas, os aumentos foram de 49 e 52 vezes (CTRL = 0,022 ± 0,014 A.U vs. 0,8 μM = 1,1 ± 0,19 A.U e 1 μM = 1,17 ± 0,28 A.U, p < 0,0001, n = 4). Em contraste, HU a 100 μM resultou em um aumento máximo de 10 vezes na expressão de mRNA de HBG1/2 em 72 horas (n = 2). A citometria de fluxo mostrou um aumento significativo em células HbF-positivas. Após 72 horas, houve um aumento para 7,06 ± 0,92% com 0,8 μM e para 7,48 ± 0,55% com 1 μM, comparado a 0,83 ± 0,12% nos controles (p < 0,0001, n = 4). Em 96 horas, os aumentos foram para 11,35 ± 1,15% e 12,78 ± 0,34%, comparado a 0,91 ± 0,12% (p < 0,0001, n = 4). HU induziu um aumento em células HbF-positivas para 5,65 ± 0,59% em 72 horas e 5,73 ± 0,52% em 96 horas (p < 0,0001, n = 2). Ainda, o Composto 2 inibiu 91% da atividade de HDAC1 e 71% de HDAC2 a 1 μM. 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摘要

引言重新激活γ-球蛋白基因（HBG1/2）可产生胎儿血红蛋白（HbF），是治疗镰状细胞病（SCD）和β-地中海贫血症的有效治疗策略。目的研究化合物 2（一种 2-氨基苯甲酰胺衍生物）通过抑制组蛋白去乙酰化酶（HDAC）1 和 2 在 HUDEP-2 细胞中诱导 HbF 生成的能力。用浓度为 0.8 μM 和 1 μM 的化合物处理培养物 72 和 96 小时。处理后收集细胞，使用 qPCR 对 HBG12 基因的表达进行量化，并使用流式细胞术评估 HbF 阳性细胞的百分比。为了进行比较，使用了 100 μM 的羟基脲（HU）处理。化合物 2 还被用于抑制 HDACs 1 和 2 的活性，以及鉴定其吸收、分布、代谢和排泄（ADME）特性。72 小时后，浓度为 0.8 μM 和 1 μM 的 HBG1/2 mRNA 水平分别提高了 58 倍和 63 倍（CTRL = 0.012 ± 0.002 A.U vs. 0.8 μM = 0.68 ± 0.16 A.U and 1 μM = 0.73 ± 0.17 A.U, p < 0.0001, n = 4）。在 96 小时时，其增幅分别为 49 倍和 52 倍（CTRL = 0.022 ± 0.014 A.U vs. 0.8 μM = 1.1 ± 0.19 A.U 和 1 μM = 1.17 ± 0.28 A.U, p < 0.0001, n = 4）。相比之下，100 μM 的 HU 可在 72 小时内使 HBG1/2 mRNA 表达量最多增加 10 倍（n = 2）。流式细胞术显示 HbF 阳性细胞显著增加。72 小时后，0.8 μM 增加到 7.06 ± 0.92%，1 μM 增加到 7.48 ± 0.55%，而对照组为 0.83 ± 0.12%（p < 0.0001，n = 4）。96 小时后，升幅分别为 11.35 ± 1.15% 和 12.78 ± 0.34%，而对照组为 0.91 ± 0.12%（p < 0.0001，n = 4）。HU 诱导的 HbF 阳性细胞在 72 小时内增至 5.65 ± 0.59%，在 96 小时内增至 5.73 ± 0.52%（p < 0.0001，n = 2）。化合物 2 在 1 μM 时还抑制了 91% 的 HDAC1 活性和 71% 的 HDAC2 活性。ADME 研究显示，在 pH 值为 7.4 时，其对数值为 2.51，具有高渗透性（Pe 14.61 x 10 ̂-6 cm/s）、高代谢稳定性（t = 266.6 分钟）和 10.4 μL/min/mg 的清除率。抑制这些酶可促进组蛋白乙酰化，打开染色质，使 HBG1/2 基因重新激活。化合物 2 通过选择性抑制 HDAC1 和 HDAC2，与 HU（已被批准用于治疗 FD 和 β-地中海贫血症的主要药物）相比，具有更强的增加 HBG1/2 表达和 HbF 生成的能力。结论化合物 2 能有效重新激活 HbF 的生成，并具有良好的药代动力学特性（代谢稳定性高、渗透性好），因此有望开发成一种口服疗法，为 FD 和 β-地中海贫血症的治疗提供一种替代方法。

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POTENTE REATIVAÇÃO DA PRODUÇÃO DE HEMOGLOBINA FETAL POR NOVO INIBIDOR SELETIVO DE HISTONA DEACETILASE 1 E 2

Introdução

A reativação dos genes da γ-globina (HBG1/2), que resultam na produção de hemoglobina fetal (HbF), é uma estratégia terapêutica validada para o tratamento da doença falciforme (DF) e talassemia β.

Objetivo

Investigar o Composto 2, um derivado de 2-aminobenzamida, quanto à sua capacidade de induzir a produção de HbF em células HUDEP-2, através da inibição das Histonas Deacetilases (HDACs) 1 e 2.

Métodos

O Composto 2 foi ensaiado em células HUDEP-2, uma linhagem derivada de progenitores eritróides. As culturas foram submetidas a tratamento com o composto durante 72 e 96 horas, nas concentrações de 0,8 μM e 1 μM. Após o tratamento, as células foram coletadas e a expressão dos genes HBG12 foi quantificada através de qPCR e porcentagem de células HbF-positivas foi avaliada por citometria de fluxo. Para efeitos comparativos, foi utilizado o tratamento com 100 μM de hidroxiuréia (HU). Ainda, foi realizado ensaio de inibição da atividade das HDACs 1 e 2 pelo Composto 2, assim como, caracterização de propriedades de absorção, distribuição, metabolismo e excreção (ADME).

Resultados

O Composto 2 aumentou significativamente os níveis de RNAm de HBG1/2. Em 72 horas, as concentrações de 0,8 μM e 1 μM elevaram os níveis de RNAm de HBG1/2 em 58 e 63 vezes, respectivamente (CTRL = 0,012 ± 0,002 A.U vs. 0,8 μM = 0,68 ± 0,16 A.U e 1 μM = 0,73 ± 0,17 A.U, p < 0,0001, n = 4). Em 96 horas, os aumentos foram de 49 e 52 vezes (CTRL = 0,022 ± 0,014 A.U vs. 0,8 μM = 1,1 ± 0,19 A.U e 1 μM = 1,17 ± 0,28 A.U, p < 0,0001, n = 4). Em contraste, HU a 100 μM resultou em um aumento máximo de 10 vezes na expressão de mRNA de HBG1/2 em 72 horas (n = 2). A citometria de fluxo mostrou um aumento significativo em células HbF-positivas. Após 72 horas, houve um aumento para 7,06 ± 0,92% com 0,8 μM e para 7,48 ± 0,55% com 1 μM, comparado a 0,83 ± 0,12% nos controles (p < 0,0001, n = 4). Em 96 horas, os aumentos foram para 11,35 ± 1,15% e 12,78 ± 0,34%, comparado a 0,91 ± 0,12% (p < 0,0001, n = 4). HU induziu um aumento em células HbF-positivas para 5,65 ± 0,59% em 72 horas e 5,73 ± 0,52% em 96 horas (p < 0,0001, n = 2). Ainda, o Composto 2 inibiu 91% da atividade de HDAC1 e 71% de HDAC2 a 1 μM. Os estudos de ADME revelaram logD de 2,51 em pH 7,4, alta permeabilidade (Pe 14,61 x 10̂-6 cm/s), alta estabilidade metabólica (t = 266,6 minutos) e depuração de 10,4 μL/min/mg.

Discussão

As HDACs 1 e 2 desempenham um papel crítico na regulação da expressão gênica das globinas, removendo grupos acetil e compactando a cromatina, o que silencia os genes HBG. A inibição dessas enzimas promove o aumento da acetilação de histonas, abrindo a cromatina e permitindo a reativação dos genes HBG1/2. O Composto 2, ao inibir seletivamente HDAC1 e HDAC2, demonstrou uma capacidade superior de aumentar a expressão de HBG1/2 e a produção de HbF em comparação com a HU, principal fármaco aprovado para o tratamento da DF e talassemia β.

Conclusão

A potente reativação da produção de HbF e as propriedades farmacocinéticas favoráveis (alta estabilidade metabólica e boa permeabilidade) destacam o Composto 2 como um candidato promissor para desenvolvimento como uma terapia oral, possivelmente oferecendo uma alternativa para o tratamento da DF e talassemia β.

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