ПЛАЗМИДЫ В ПОМОЩЬ ГЕНОТЕРАПИИ

Генноинженерные плазмиды позволяют избежать развития опасных иммунных реакции при генотерапии.


Исследователи Стэнфордского университета, работающие под руководством профессора Лоренса Штейнмана (Lawrence Steinman), продемонстрировали, что генотерапия может быть эффективной без риска развития опасного побочного эффекта, характерного для всех генотерапевтических подходов – аутоиммунной реакции на белки, с которыми иммунная система пациента сталкивается впервые.

По словам профессора Штейнмана, на современном этапе генотерапия приближается к переломному моменту, после прохождения которого она станет терапией первой линии для моногенных (вызываемых дефектом в одном гене) заболеваний. Однако существует достаточно серьезная проблема: если ввести ген, кодирующий нормальный белок, в организм человека, клетки которого синтезируют аномальную версию этого белка, его иммунная система отреагирует на нормальный, но незнакомый ей вариант белка развитием иммунного ответа. В некоторых случаях это может привести даже к гибели пациента. Помимо этого иммунный ответ может развиваться на белки вирусного вектора, используемого в качестве носителя терапевтического гена.

Штейнман и его коллеги считают, что им удалось преодолеть эту проблему. Они продемонстрировали это на мышиной модели мышечной дистрофии Дюшенна – генетическом заболевании, поражающем 1 из 5 000 мальчиков. Оно вызывает постепенную атрофию мышц, поэтому такие пациенты обычно прикованы к инвалидному креслу уже в подростковом возрасте, а около 20 лет погибают из-за ослабления дыхательной мускулатуры. Эта патология обусловлена генетическим дефектом, лишающим скелетные и сердечные мышцы функциональной версии белка дистрофина.

Моногенная природа заболевания делает его идеальным кандидатом для лечения с помощью генотерапии путем замещения дефектного гена его функциональным вариантом. Это можно сделать с помощью вирусных векторов, проникающих внутрь клеток и запускающих в каждой инфицированной клетке копирование записанных в них генов. Для получения таких векторов из ДНК вирусов удаляют нежелательные гены, оставляя только гены, ответственные за способность инфицировать клетки, и внедряют в нее терапевтический ген, необходимый для коррекции генетического дефекта пациента.

Ген, кодирующий полный вариант дистрофина, слишком велик для встраивания в вирусный вектор. Однако исследователям удалось выделить фрагмент гена, обеспечивающий синтез достаточно функциональной версии белка, получившей название микродистрофин. Этот фрагмент успешно встраивается в вектор на основе аденовируса, однако их применение в качестве генотерапевтического препарата не исключает развития серьезных иммунных реакций.

Для решения этой проблемы авторы предлагают использовать плазмиды – кольцевые ДНК, с помощью которых бактерии обмениваются важными для них свойствами, такими как устойчивость к антибиотикам. Используемая авторами плазмида обычно содержит несколько коротких последовательностей или «мотивов» ДНК, которые иммунная система распознает как подозрительные и запускает сильный иммунный ответ. Однако авторам удалось заменить эти фрагменты другими последовательностями ДНК, которые не только не вызывают иммунного ответа, но и подавляют его. Такие вызывающие иммунную толерантность плазмиды уже продемонстрировали многообещающие результаты в клинических исследованиях терапии двух аутоиммунных заболеваний.

В рамках исследования мышам, не имеющим функционального миодистрофина, по достижении 6-недельного возраста, что примерно соответствует раннему детскому возрасту человека, вводили аденовирусный вектор, несущий ген микродистрофина. Через неделю животных поделили на 3 группы, после чего им в течение 32 недель раз в неделю делали инъекции. Одной группе вводили пустой раствор плацебо, второй – раствор, содержащий индуцирующие иммунную толерантность плазмиды, а третьей – такие же плазмиды, но со встроенным в них геном микродистрофина.

По окончании 32-недельного периода мыши достигали возраста, примерно эквивалентного возрасту совершеннолетия человека. Сравнение мышечной силы животных разных экспериментальных групп, а также количества продуцирующих дистрофин мышечных волокон в их мускулатуре продемонстрировало значительно более высокие показатели для группы, получавшей инъекции плазмид, несущих ген микродистрофина. Помимо этого в крови животных этой группы содержалось меньше провоспалительных цитокинов, а также антител к иммуногенным фрагментам миодистрофина.

Авторы отмечают, что они находятся в самом начале пути, однако результаты проведенной ими работы свидетельствуют о возможности индуцирования толерантности к широкому спектру иммуногенных белков с помощью плазмид, несущих копии генов этих белков. Возможность использования данного подхода для формирования толерантности к предшественнику инсулина у пациентов с сахарным диабетом 1 типа и к миелину у пациентов с рассеянным склерозом уже изучается в клинических исследованиях. Судя по всему, лежащая в его основе концепция эффективна и в отношении генной терапии.

Статья Peggy P. Ho et al. Engineered DNA plasmid reduces immunity to dystrophin while improving muscle force in a model of gene therapy of Duchenne dystrophy опубликована в журнале Proceedings of the National Academy.

Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Stanford University School of Medicine: Scientists engineer way to prevent immune response to gene therapy in mice.
Войдите или зарегистрируйтесь на сайте, чтобы добавить комментарий к интересующей вас научной проблеме!
Комментарии (0)