Модифицированный вирус улучшит генотерапию болезней, вызывающих слепоту

Модифицированный вирус улучшит генотерапию болезней, вызывающих слепоту

Исследователи из Калифорнийского Университета в Беркли разработали более легкий и более эффективный метод для введения генов в глазные клетки, которые помогут значительно усилить генотерапию, чтобы помочь восстановить зрение пациентам со слепотой. Слепота может вызываться различными болезнями, начиная с наследственных дефектов в виде пигментозного ретинита, и заканчивая старческими дегенеративными болезнями, такими как дегенерация желтого пятна.

В отличие от текущей терапии, новая процедура является быстрой и хирургически атравматичной, и она доставляет нормальные гены к труднодоступным клеткам по всей сетчатке.

За прошедшие шесть лет несколько групп исследователей успешно лечили людей с редкой наследственной глазной болезнью, вводя вирус с нормальным геном непосредственно в сетчатку глаза с дефектным геном. Несмотря на инвазивный процесс, вирус с нормальным геном не был доступен для всех клеток сетчатки, которые в нем нуждались.

 «Проникновение иглы в сетчатку и инъекция модифицированного вируса в область сетчатки является опасной хирургической процедурой», – сказал Дэвид Шеффер, профессор химического и биомолекулярного развития и директор Центра стволовых клеток при Калифорнийском Университете в Беркли. Но у врачей нет никакого выбора, т.к., ни один из генов, доставляемых вирусом, не может в полной мере достичь задней стенки глаза, чтобы попасть к зрительным рецепторам – светочувствительным клеткам, которые нуждаются в генотерапии.

Основываясь на 14-ти годах исследования, создан вирус, который можно вводить только в жидкое стекловидное тело в глазу, и он доставляет гены в очень трудную для достижения группу чувствительных клеток тем путем, который является хирургически атравматичным и безопасным. Это – 15-минутная процедура, и по всей вероятности пациент сможет пойти домой в тот же день.

Действие спроектированного вируса намного лучше, чем текущие методы лечения двух человеческих дегенеративных глазных болезней, выполненные на моделях грызунов, и он может проникнуть в клетки зрительных рецепторов глаз обезьян, которые очень схожи с таковыми у людей.

Шеффер сообщил, что он и его команда теперь сотрудничают с врачами, чтобы идентифицировать тех пациентов, которые с наибольшей вероятностью получат пользу от этой методики доставки генов и, после проведения некоторой доклинической доработки, есть надежда, что скоро она будет направлена на клинические испытания.

Шеффер и профессор молекулярной и клеточной биологии и оптометрии Джон Фланнери, из Калифорнийского Университета в Беркли, вместе с коллегами из Института Неврологии имени Элен Виллс при Калифорнийском Университете в Беркли и Глазного института имени Флаума при Университете Рочестера в Нью-Йорке, 12 июня опубликовали результаты своего исследования в журнале «Научная поступательная медицина».

Использование неопасного вируса в целях генотерапии

Три группы исследователей в некоторой степени успешно восстановили зрение, больше чем дюжине людей с редкой болезнью, называемой врожденным амаврозом (слепотой) Лебера, которая приводит к полной потере зрения в подростковом возрасте. Они достигли этого, добавляя корректирующий ген в адено-связанные вирусы (AAV), и вводя эти распространенные, но доброкачественные респираторные вирусы непосредственно в сетчатку. Клетки зрительных рецепторов принимают вирусы и включают функциональный ген в свои хромосомы, чтобы воссоздать критический белок, чего не может сделать дефектный ген, тем самым спасая зрительные рецепторы и восстанавливая зрение.

К сожалению, методика не может быть применена при болезнях вызывающих слепоту в большей степени, потому что введении иглы часто вызывает отслойку сетчатки, усугубляя тем самым ситуацию. И все же, стандартный AAV, используемый в глазной и других типах генотерапии, не может столь глубоко проникнуть в ткани, чтобы достичь зрительных рецепторов и других клеток, таких как пигментный эпителий сетчатки в той потребности, которая необходима. Сетчатка глаза приблизительно в 100 000 раз плотнее, чем диаметр AAV, который составляет приблизительно 20 миллимикронов.

Несколько лет назад, Шеффер намеревался найти способ «развить» AAV, чтобы проникнуть сквозь ткани, включая глазную ткань и печень, как возможность доставить гены специфическим клеткам. До настоящего времени, он воспроизвел 100 миллионов вариантов AAV – каждых из которых нес несколько различных белков на своей оболочке – из которого он и его коллеги выбрали пять, которые были эффективны в проникновении через сетчатку. Затем они использовали лучший из них (7m8), для того чтобы транспортировать гены, предназначенные для терапии двух типов наследственной слепоты. У этих типов существуют воспроизводимые модели на мышах: X-связанный ретиношизис, который поражает только мальчиков и их сетчатка становится похожей на швейцарский сыр; и врожденный амавроз Лебера. В каждом случае, когда AAV вводился в стекловидное тело, он доставлял корректирующий ген ко всем зонам сетчатки и восстанавливал клетки сетчатки почти до нормы.

При введении в глаза нормальной обезьяны, вирусы через сетчатку проникали в пятнистые клетки, и почти полностью в очень важную зону тонкого зрения, называемого «ямкой». Нынешние вирусы вообще не проникают в клетки «ямок». Шеффер предсказывает, что:

Вирусы могут использоваться не только для доставки генов, восстанавливающих функции нерабочих генов, но для того, чтобы «выключить» гены или остановить процессы, которые активно уничтожают клетки сетчатки, что может иметь место при возрастной дегенерации желтого пятна.

«Когда я начал заниматься этим 14 лет назад, у меня были реальные идеи или цели в том, что я хочу работать над проблемами, которые окажут прямое влияние на человеческое здоровье, и теперь мы достигаем этого», – сказал Шеффер.

Среди соавторов были аспиранты Дениз Далкара и Лех К. Берни из Института Неврологии имени Элен Виллс при Калифорнийском Университете в Беркли; аспиранты Райан Р. Климсак и Мэйк Висел из Отделения молекулярной и клеточной биологии Калифорнийского Университета в Беркли; Лю Инь и Уильям Х. Мериган из Глазного Института имени Флаума и Центра офтальмологических наук при Университете Рочестера.

Работа была поддержана Центром развития наномедицины для программы Оптического контроля биологических функций, проводимой Национальным институтом здоровья и Фондом по борьбе со слепотой.


Источник: sciencedaily.com

Смотрите также:
Мед123.ру

Мед123.ру