Доставить нужный ген помогут вирусы

Победа над редким заболеванием на молекулярном уровне

Среди известных зарегистрированных препаратов на основе AAV — Глибера (первый зарегистрированный генный препарат на основе AAV1 для лечения наследственного дефицита липопротеинлипазы), Лукстурна (генный препарат на основе AAV2 для лечения пациентов с наследственной дистрофией сетчатки, вызванной биаллельной генной мутацией в гене RFE 65) и Золгенсма, созданный на основе AAV9, предназначенный для терапии спинальной мышечной атрофии. Их судьба на рынке сложилась по-разному: первое лекарство оказалось коммерчески убыточным из-за редкости заболевания — 1-2 случая на миллион человек, второй был утвержден в 2017 году FDA в рамках ускоренной процедуры, а последний стал самым часто используемым генным лекарством и недавно был одобрен в России.

Создание новых препаратов против редких заболеваний продолжается. Заведующий отделом поисковых исследований НОЦ фармацевтики Казанского (Приволжского) федерального университета, директор НКЦ прецизионной и регенеративной медицины, проф. кафедры генетики института фундаментальной медицины и биологии, Альберт Ризванов отмечает, что сейчас университет работает над созданием терапии против GM2 ганглиозидоза — наследственного заболевания, развивающегося из-за дефицита или недостаточной активности фермента гексозаминидазы и накопления в клетках ганглиозидов. Из-за этого у детей происходит регресс в физическом и умственном развитии, теряется зрение, слух, способность глотать. Появляются судороги, атрофируются мышцы, наступает паралич. Частота встречаемости болезни в общей популяции — 1 случай на 320 тыс. новорожденных. Заболевание неизлечимо, т.к. специфичных препаратов нет, поэтому пациенты получают паллиативную терапию.

Целью исследования стала оценка эффективности и безопасности применения мезенхимных стволовых клеток (МСК), генетически модифицированных рекомбинантными вирусными векторами, кодирующими кДНК генов HEXA и HEXB человека, для повышения ферментативной активности бета-гексозаминдазы А. Терапия должна восстановить ферментативную активность HexA и метаболизм GM2-ганглиозидов в центральной нервной системе, остановить нейродегенерацию, улучшить когнитивные и психомоторные функции у пациентов.

Другой предмет исследований — терапия метахроматической лейкодистрофии. Это аутосомно–рецессивное наследственное нейродегенеративное заболевание, которое встречается у одного новорожденного из 40 тыс. Оно относится к группе лизосомных болезней накопления, которое характеризуется поражением миелиновой оболочки, покрывающей большинство нервных волокон центральной и периферической нервной системы.

Не только в сложных случаях

Генетическая терапия может применяться не только для лечения орфанных заболеваний, но и для ускорения регенерации организма. В широком смысле регенерация представляет из себя естественный процесс замены или восстановления поврежденных либо отсутствующих клеток, тканей, органов или даже целых частей тела для полноценного функционирования организма. Она может занимать от нескольких минут, как, например, гемостаз, и до месяцев, как репарация, восстановление кровоснабжения и иннервации. На нее влияют система свертывания крови, цитокины, простагландиды, аминокислоты, плазминоген, тканеспецифичные факторы роста, ангиогеннные и нейротрофические факторы. Если же какие–то факторы отсутствуют или их недостаточно, то регенерация происходит неправильно.

Стимулировать процессы регенерации можно с помощью генной терапии на основе плазмидной ДНК. Максим Карагяур, ст. научный сотрудник Клинического института регенеративной медицины, МНОЦ МГУ им. М.В. Ломоносова, считает, что оптимальными "трансгенами" для стимуляции регенерации могут стать гены белков, отвечающие за развитие, восстановление или регуляцию обновления ткани или участвующие в заживлении без рубца или его резорбции. Также это транскрипционные факторы и их партнеры и некодирующие нуклеиновые кислоты, переключающие программу клеток, задействованных в регенерации.

Если сравнивать плазмидные и вирусные векторы для генной терапии, выяснится, что у первых крайне низкая иммуногенность, отсутствует специфичность к конкретному типу клеток и патогенность, а возможность развития токсических эффектов очень низкая. Они отличаются очень высокой безопасностью, их можно комбинировать или многократно вводить, а методика их производства стандартизирована. Единственный недостаток — эффективность доставки в клетки ниже, чем у вирусных векторов. У последних многое зависит от типа вируса, методика производства требует подбора, а иммуногенность высокая.

Во время проведения исследований при создании препаратов генной и клеточной терапии для восстановления нервной ткани выяснилось, что секрет МСК человека содержит широкий спектр ростовых факторов и опосредует множественные прорегенераторные эффекты. Его эффективность можно повысить с помощью генетической модификации и редактирования генома. Тогда продукция в МСК микроРНК, стимулирующих нейро– и ангиогенез, усилится, и параллельно с этим будет подавляться продукция регуляторных РНК, вызывающих гибель нейронов и клеток кровеносных сосудов.

Проведенное исследование показало, что секрет МСК увеличивает выживаемость экспериментальных животных, снижает тяжесть наблюдаемых неврологических нарушений и уменьшает объем повреждения мозга.

Как важен поиск новых методов терапии

Генная терапия способна минимизировать осложнения при такой часто встречающейся травме как черепно-мозговая. Зав. лабораторией клеточных биотехнологий НИИ молекулярной и клеточной медицины медицинского института РУДН Диана Салихова обращает внимание, что механическое повреждение нейронов и нарушение целостности клеток запускают нейровоспалительный ответ, который в тяжелых случаях может привести к ацидозу, отеку, кровоизлиянию в мозг и обширному отмиранию нервной ткани. Легкая или умеренная травма может вызвать значительную нейродегенерацию как в месте травмы, так и в других областях мозга, что негативно скажется на поведении и когнитивных функциях. Вот почему важно получить новые эффективные методы для восстановления нервной ткани в хронической фазе воспаления при ЧМТ.

Возможным методом облегчения воспаления и стимуляции регенерации нервной ткани может стать использование стволовых или прогениторных клеток. Но их трансплантация неэффективна из–за неинвазивности метода и побочных системных ответов, в связи с этим предпочтительнее применение факторов, секретируемых данными клетками. Поэтому сейчас изучается роль микроРНК, секретируемых глиальными клетками в составе внеклеточных везикул.

По материалам Всероссийской мультимедийной конференции "Генная терапия: настоящее и будущее".