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.
