Генная терапия до рождения
Нейропатическая болезнь Гоше (БГ) — одна из лизосомальных болезней накопления. Её причина заключается в дефекте гена GBA, кодирующего глюкозилцерамидазу (она же глюкоцереброзидаза). У взрослых наблюдается мягкая форма заболевания (проявляющаяся преимущественно гепатомегалией и спленомегалией), при которой эффективна заместительная ферментная терапия. Однако у младенцев острая форма нейропатической БГ не поддается лечению, поскольку ферменты не могут преодолеть гематоэнцефалический барьер, и больные дети обычно погибают в течение первых двух лет. Однако исследовательской группе Саймона Уоддингтона (Simon Waddington) в экспериментах на мышах удалось предотвратить развитие нейропатической БГ, восстановив экспрессию GBA путём внутриутробного введения гена в мозг эмбрионов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Medicine.
После работ над фетальной генной терапией гемофилии, Уоддингтон решил разработать фетальную генную терапию для нейродегенеративных заболеваний. «Мы хотели выбрать действительно серьезное неврологическое заболевание, поскольку, если бы нам удалось добиться его излечения с помощью генной терапии, многие наши коллеги решились бы на применение подобной технологии», — поясняет Уоддингтон. Модель нейропатической БГ на мышах может хорошо воспроизвести соответствующую болезнь у человека, поэтому команда исследователей решила выбрать именно это опасное заболевание.
Первоначально исследователи интракраниально вводили мышам вектор на основе аденоассоциированного вируса серотипа 9 (AAV9), кодирующий зеленый флуоресцентный белок (GFP), и наблюдали равномерную экспрессию GFP по всему мозгу от префронтальной коры до мозжечка и ствола мозга. Затем, используя тот же вектор и периодичность инъекций, исследователи вводили человеческий AAV9-GBA путём внутриутробной инъекции в мозг нокаутных эмбрионов, полученных от родителей-гетерозигот по гену Gba. После рождения все мыши, прошедшие терапию, оказались внешне нормальными и фертильными (хотя их потомство было нокаутным с соответствующими симптомами заболевания), в то время как у мышей из контрольной группы, не получавших терапию, развился паралич. Генная терапия предотвратила у нокаутных мышей потерю нейронов в таламусе и восстанавливала нормальную экспрессию GBA в кортикальных слоях. Однако у мышей по-прежнему развивалась висцеральная Болезнь Гоше.
Поскольку при внутривенном введении AAV9 может преодолевать гематоэнцефалический барьер новорожденных мышат, на следующем этапе учёные изучили эффекты внутривенного и внутричерепного введения AAV9-GBA нокаутным новорожденным (P0-P1). В обоих случаях у мышат не наблюдалось ни паралича, ни каких-либо существенных различий в моторных функциях по сравнению с мышатами дикого типа. Внутривенная генная терапия восстанавливала активность фермента во всех внутренних органах, за исключением сердца, и предотвращала инфильтрацию клетками Гоше селезенки, печени и легких, тогда как интрацеребровентрикулярная инъекция не смогла предотвратить инфильтрацию клетками Гоше. В то же время, внутривенная инъекция оказалась не столь эффективной для коррекции нейровоспаления, и у таких мышей наблюдалось повреждение головного мозга. Таким образом, интрацеребровентрикулярная генная терапия более эффективна при лечении летальной нейропатологии, чем внутривенное введение (хотя и не настолько эффективна, как инъекция плоду), однако внутривенное введение более эффективно для ограничения висцеральной патологии.
Наконец, чтобы оценить возможность внедрения метода в клинику, авторы протестировали внутриутробное введение векторов AAV9-GFP (под контролем ультразвука) на двух макаках, находящихся примерно на середине внутриутробного развития. После рождения обе макаки оказались здоровыми и во всех структурах их головного мозга наблюдалась обширная экспрессия GFP.
Уоддингтон акцентирует внимание на двух моментах своего исследования. «Во-первых, нейропатическую БГ возможно излечить путём генной терапии». Уоддингтон и его коллеги работают с компанией «Apollo Therapeutics» с целью разработки и оптимизации вектора для применения в постнатальной генной терапии. «Во-вторых, фетальная генная терапия технически возможна (когда это оправдано с медицинской точки зрения) и, возможно, даже улучшает постнатальную генную терапию». Однако фетальную генную терапию гораздо труднее внедрить в практику, поскольку клинические испытания в случае беременных женщин сопряжены со множеством проблем.
Источник:
Gene therapy before the cradle
