Как подружить гены в клетках. Коктейль молодости, светящиеся котики, напечатанные органы и другие прелести науки

Вирусные векторы – это инструменты, обычно используемые молекулярными биологами для доставки генетического материала в клетки.

Альцгеймер и Паркинсон

К болезням, которые человечество не научилось полностью излечивать, относят болезни Альцгеймера и Паркинсона. По данным Всемирной организации здравоохранения, десятки миллионов людей по всему миру страдают от них, и это число увеличивается. Нужно найти терапию, способную остановить развитие симптомов и продлить людям полноценную жизнь.

При болезни Альцгеймера нейроны неконтролируемо погибают. Из-за этого человек теряет память, ухудшаются речь, когнитивные способности и многое другое. Поражение клеток вызывают патологические накопления в телах нейронов: тау-белков – внутри, амилоидов – снаружи.

Биологи из Института нейродегенеративных заболеваний Массачусетса под руководством Сюзанны Вегманн в лабораторных условиях смогли снизить количество тау-белка в мозге мышей [12]. Именно этот белок вызывает смерть нейронов, активируясь амилоидом. Для этого исследователи использовали участки молекулы белка, которые могут инактивировать тау-белок. Ученые проанализировали разные варианты строения белка-диверсанта и нашли тот вариант, который останавливает работу тау-белка, не задевая генетический код здоровых клеток.

Готовую молекулу упаковали в безвредный аденовирус, сделали инъекцию в двух группах: первая получила препарат только в гиппокамп, а вторая – на весь мозг через кровоток. Для первой группы мышей удалось добиться снижения количества тау-белка на 70–85 %. Во второй группе общее содержание тау-белка в мозге тоже было снижено на 30–50 %. Количество белка было снижено на 50 % даже через год после инъекции. При этом такой способ показал низкую токсичность для клеток мозга на молекулярном и тканевом уровнях. Но это не весь эксперимент. Сюзанна Вегманн решила смоделировать ситуацию болезни Альцгеймера. У подопытных животных образовывались в головном мозге бляшки, которые мешали нейронам развиваться: были повреждения тел и отростков нервных клеток. Для того чтобы использовать препараты на людях, требуются дополнительные исследования, которые подтвердили бы отсутствие влияния на другие части генома.

Для лечения болезни Паркинсона в очередной фазе клинических испытаний генной терапии пациентам введут препарат VY-AADC01, который будет доставлен непосредственно в мозг [13]. Для этого разработчик Voyager Therapeutics начал набор когорты из 20 добровольцев. Ждем результаты!

Интересно, что неврология занимает четвертое место по числу проводимых испытаний генной терапии после онкологии, кардиологии и инфекционных болезней.

Другие неизлечимые болезни

Болезнь Тея-Сакса – генетическое заболевание, из-за которого нарушаются функции головного и спинного мозга. Работа фермента гексозаминидазы А, которого не хватает при этой болезни, заключается в своевременной утилизации ганглиозидов – молекул, которые включает в себя оболочка нервного волокна. В противном случае они накапливаются, и разрушается само тело нейрона.

До настоящего времени специфического лечения болезни разработано не было. Но медики из Массачусетского университета во главе с Мигелем Сен-Эстевесом провели доклинические испытания одного из вариантов лечения болезни Тея-Сакса [14]. И методика, конечно, связана с генной терапией. Исследователи решили доставить (с помощью векторной вирусной частицы) необходимый код для синтеза фермента прямо в мозг пациента, чтобы соответствующие белки принялись за работу и начали синтезировать гексоаминидазу А. В экспериментах на лабораторных животных такой метод позволил повысить уровень фермента в 15 раз по сравнению с контрольной группой. Поэтому использование генной терапии на добровольцах было одобрено.