Версия для печати
Вернуться к списку

Служба доставки лечебного белка

Новый способ терапии наследственного заболевания миодистрофии Дюшенна

Ученые подведомственного Минобрнауки России Института биологии гена (ИБГ) РАН придумали, как решить один из основных недостатков использования заместительной генной терапии при лечении наследственного заболевания миодистрофии Дюшенна (МДД). Исследователи выяснили, что в качестве безопасной и эффективной генной терапии этого заболевания можно использовать белок утрофин, дублирующий функции дистрофина, дефицит которого и приводит к миодистрофии Дюшенна. Работа поддержана Минобрнауки России.

К развитию наследственного заболевания может привести мутация в гене. Облегчить или даже победить болезнь можно доставкой в клетки рабочей копии поломанного гена. Курьерами для гена выступают аденоассоциированные вирусы (сокращенно ААВ). Такие вирусы обладают множеством полезных свойств. Например, они не способны самостоятельно размножаться и не вызывают никаких заболеваний в организме человека. ААВ могут проникать в делящиеся и неделящиеся клетки. Кроме того, из этих вирусов можно без последствий удалить до 96% их собственного генома.

Миодистрофия Дюшенна — тяжелое наследственное заболевание, которое характеризуется прогрессирующей мышечной слабостью и разрушением мышц. Заболевание вызывают различные мутации в гене DMD (ген дистрофина). Терапия МДД направлена на восстановление экспрессии дистрофина — это процесс, в ходе которого наследственная информация от гена преобразуется в РНК, а затем в белок.

Для лечения МДД одобрено несколько препаратов, действующих на уровне сплайсинга (удаление некодирующих фрагментов нуклеиновых кислот). В момент образования РНК с мутацией в клетках пациентов препараты связываются с мутантным участком и предотвращают их участие в дальнейшем образовании белка. Образуется укороченный, но функциональный дистрофин. Такие препараты необходимо принимать постоянно в течение всей жизни, в отличие от генной терапии с помощью ААВ. Кроме того, они подходят только для отдельных групп пациентов, имеющих определенные мутации в гене дистрофина.

На стадии клинических испытаний находятся препараты генной терапии, основанные на использовании аденоассоциированных вирусов (ААВ) для доставки укороченной версии гена дистрофина. Такие препараты универсальны, и применить их можно для всех пациентов, причем для остановки заболевания требуется всего одна инъекция. Одним из основных недостатков этого терапевтического подхода стал возможный иммунный ответ на белок дистрофин у пациентов с МДД: организм считает укороченный дистрофин, который отсутствовал ранее в клетках, чужеродным и избавляется от него.

Ученые лаборатории моделирования и терапии наследственных заболеваний ИБГ РАН предложили доставлять вместо дистрофина белок утрофин в укороченной форме (микроутрофин). Утрофин на 73% идентичен дистрофину по аминокислотному составу. Ученые выяснили, что использование утрофина позволяет снизить иммунный ответ на вводимый лекарственный препарат. Исследователи сконструировали ААВ-вектор, кодирующий микроутрофин человека, оптимизированный для улучшенной экспрессии в мышечных и сердечных клетках.

«Терапевтический эффект полученного вирусного препарата проверили на модельных мышах с миодистрофией Дюшенна. Нам удалось показать улучшение функциональных свойств мышечной ткани, снижение уровня креатинкиназы и низкий уровень иммунного ответа по сравнению с ответом, вызванным введением аналогичной конструкции с микродистрофином. Исследование на токсичность также не выявило неблагоприятных изменений»,— сообщила научный сотрудник лаборатории моделирования и терапии наследственных заболеваний ИБГ РАН Татьяна Егорова.

В настоящее время в лаборатории проводятся дополнительные исследования для увеличения экспрессии терапевтических генов в мышечной ткани с целью снижения необходимой дозы препарата.

Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports: Starikova, A.V., Skopenkova, V.V., Polikarpova, A.V. et al. Therapeutic potential of highly functional codon-optimized microutrophin for muscle-specific expression. Sci Rep 12, 848 (2022).https://doi.org/10.1038/s41598-022-04892-x