Работы по редактированию наследственной информации ведутся в мире не первое десятилетие. Когда несколько лет назад был разработан простой и точный метод редактирования генома CRISPR/Cas, число таких исследований резко возросло. Но и сегодня ученые не забывают о других, более «ранних» технологиях, таких как «цинковые пальцы». Именно с помощью этого метода сотрудники биотехнологической компании Sangamo Therapeutics (США) пытаются редактировать геном человека непосредственно в живом организме, а не «в пробирке»
Процесс корректировки «неправильных» генов у человека обычно включает «клеточную стадию», т.е. сначала из крови пациента выделяют клетки, которые после соответствующей обработки возвращают обратно. Но подобное вмешательство может потребоваться и для клеток «плотных» органов (например, гепатоцитов – клеток печени). В этом случае требуется доставить соответствующую генетическую конструкцию в нужное место с помощью «переносчиков», например, вирусных векторов, созданных на основе безопасного аденоассоциированного вируса. Именно так и поступают исследователи из Sangamo Therapeutics.
Американские биотехнологи пытаются помочь людям, страдающим синдромом Хантера – наследственным заболеванием обмена веществ, при котором в тканях накапливаются мукополисахариды (гликозаминогликаны), что приводит к многочисленным патологиям внутренних органов. При тяжелой форме болезни смерть обычно наступает в подростковом возрасте.
Причина болезни – мутация в гене печеночного лизосомального фермента идуронат-2-сульфатазы. У девочек она встречается очень редко, так как соответствующий ген расположен на Х-хромосоме, и ребенок женского пола заболеет лишь в том случае, если получит дефектный ген от обоих родителей.
Первая попытка вылечить синдром Хантера с помощью геномного редактирования была предпринята в 2017 г, в сейчас в Sangamo проводят испытания этой методики на мужчинах с нетяжелой формой болезни. Ученые «упаковали» в вирусный вектор фермент нуклеазу, разрезающего последовательность ДНК в непосредственной близости от участка (промотора), регулирующего считывание информации с гена, кодирующего белок альбумин. В этот разрез вшивается «хороший» ген идуронат-2-сульфатазы. Промотор альбумина очень активен, поэтому даже небольшого числа гепатоцитов с «исправленным» геномом будет достаточно, чтобы обеспечить человека нормально работающей идуронат-2-сульфатазой.
Клинические испытания дали неоднозначные, хотя и обнадеживающие результаты. У двух пациентов введение пробной небольшой дозы препарата на дало эффекта. Но у двух других больных, получивших вдвое большую дозу, через 4 месяца уровень гликозаминогликанов в моче упал на 39% и 63%, соответственно. Правда, сам фермент в крови обнаружить не удалось, возможно, из-за недостаточно чувствительного метода обнаружения. Добавим, что больные получали при этом еще и стандартную заместительную терапию в виде инъекций идуронат-2-сульфатазы, относительно которой точно известно, что введенный фермент полностью разрушается в организме в течение суток.
На основе полученных данных пока нельзя утверждать, что состояние здоровья пациентов улучшилось благодаря генотерапии. Поэтому сейчас ученые работают еще с двумя пациентами, которым ввели дозу, в 5 раз превышающую начальную. Есть надежда, что новые результаты внесут ясность в происходящее.
Но даже если эффективность новой терапии будет доказана, есть один нюанс. Как и препарат обычной заместительной терапии, идуронат-2-сульфатаза, синтезирующаяся в генномодифицированных клетках печени, не сможет проходить через гематоэнцефалический барьер, защищающий мозг. И хотя в экспериментах на модельных мышах с болезнью Хантера ученые показали, что после такого редактирования генома у животных улучшились познавательные способности, надо иметь в виду, что мышиный гематоэнцефалический барьер более проницаем, чем человеческий.
Так что пока нет оснований полагать, что внесение в клетки печени работающего гена, кодирующего фермент идуронат-2-сульфатазу, защитит от поражения головной мозг больных с синдромом Хантера. Но это может хотя бы избавить их от регулярных инъекций, кстати, довольно дорогих и к тому же не покрывающих дефицит этого фермента в организме.
Фото: https://www.maxpixel.net
