Группа исследователей из Национального глазного института, входящего в состав Национальных институтов здравоохранения США, разработала перспективную стратегию генной терапии редкой формы врожденного амавроза Лебера, которая вызывает необратимую потерю зрения в детском возрасте. Это заболевание вызвано аутосомно-доминантными мутациями в гене CRX, который кодирует белок, необходимый для нормального функционирования фоторецепторов. Такие мутации сложно устранить с помощью генной терапии.
Исследователи разработали новый подход и проверили его на органоидах сетчатки – тканях сетчатки, созданных в лаборатории из клеток пациентов. Метод заключается во включении копий нормального гена под его естественный механизм контроля и частичном восстановлении функции CRX.
Органоид человеческой сетчатки.
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило препарат лукстурна (Luxturna) в 2017 году для лечения пациентов с врожденным амаврозом Лебера с мутациями в гене RPE65. Будучи крупным достижением в генной терапии, лукстурна все же неэффективна против других форм врожденного амавроза Лебера, в том числе вызванных аутосомно-доминантными мутациями в гене CRX.
Ген CRX кодирует белок колбочко-палочкового гомеобокса, который связывается с ДНК и дает команду фоторецепторам сетчатки производить светочувствительные пигменты опсины. Без функционального белка CRX фоторецепторы теряют способность обнаруживать свет и в конечном итоге погибают.
Такие расстройства, как аутосомно-доминантный врожденный амавроз Лебера, сложно лечить с помощью генной терапии, потому что добавление большого количества нормального гена не всегда восстанавливает функцию. У людей с аутосомно-доминантными мутациями сохраняется нормальная копия гена, но мутантная версия белка мешает нормальному белку. Иногда простое добавление большего количества нормального белка вместо восстановления функции может непредсказуемым образом усугубить болезнь.
Чтобы изучить, как добавление копий нормального гена повлияет на аутосомно-доминантный врожденный амавроз Лебера, группа исследователей под руководством Ананда Сварупа разработала органоиды сетчатки из клеток, взятых от двух добровольцев с амаврозом и от здоровых членов их семей. Ученые построили сложные ткани, подобные сетчатке, в несколько этапов, индуцируя превращение клеток кожи в зрелые фоторецепторы и другие клетки сетчатки с генетическим профилем каждого из добровольцев. Как и ожидалось, органоиды участников с врожденным амаврозом Лебера вырабатывали гораздо меньше светочувствительного пигмента опсина, чем органоиды от здоровых членов семьи.
Чтобы тщательно определять, сколько гена CRX будет экспрессироваться фоторецепторами-реципиентами, группа переделала промотор CRX, и в рамках генной терапии его вводили вместе с геном CRX. Промотор – это последовательность ДНК, которая контролирует, когда и как экспрессируются гены. Исследователи поместили ген и его измененный промотор внутрь вируса, который доставил их к фоторецепторам органоидов.
Стратегия увеличения копий генов восстановила функцию белка CRX в органоидах сетчатки с амаврозом Лебера, управляя экспрессией опсинов в обоих типах фоторецепторов: палочках и колбочках.
Авторы считают, что новая стратегия увеличения копий генов может также быть эффективным методом лечения врожденного амавроза Лебера, вызванного другими аутосомно-доминантными мутациями.
Статья K.Kruczek et al. Gene therapy of dominant CRX-Leber congenital amaurosis using patient stem cell-derived retinal organoids опубликована в журнале Stem Cell Reports.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru по материалам NIH NEI: Researchers use patients’ cells to test gene therapy for rare eye disease.
