Новая стратегия заставила дефектные мышцы синтезировать рабочий дистрофин
Миодистрофия Дюшенна — тяжелое наследственное заболевание, обусловленное мутациями в гене DMD, расположенном на Х-хромосоме. Продукт этого гена, белок дистрофин, играет центральную роль в связывании цитоскелета мышечных волокон с внеклеточным матриксом. Без него мышцы постепенно слабеют и замещаются жировой и соединительной тканью.
Чаще всего мутация в гене DMD представляет собой делецию, или выпадение, одного или нескольких из 79 экзонов — собственно кодирующих белок последовательностей, перемежаемых вставками-интронами. Семь независимых промоторов (точек начала синтеза РНК на ДНК) позволяют собрать на одном гене три полноразмерные формы белка и по меньшей мере четыре укороченных. При делеции рамки считывания сдвигаются, полноценная функциональная форма синтезироваться не может, а урезанные либо нефункциональны, либо слишком быстро деградируют в клетке.
В новой работе биологи исследовали потенциал технологии геномного редактирования CRISPR-Cas9 в исправлении делеции 8-34 экзонов гена DMD, охватывающей N-концевой актин-связывающий домен, — такую ранее обнаружили у пациента с миодистрофией Дюшенна из России. Мутация вызывает образование преждевременного стоп-кодона в 35 экзоне, и, чтобы исправить ее последствия, авторы одновременно вырезали 6 и 7 экзоны у генетически измененных мышей с описанным нарушением — в совокупности пришлось удалить фрагмент примерно в 100 000 нуклеотидов. Подобные процедуры достаточно сложны и ранее не были описаны для гена DMD.
Предварительные эксперименты на клетках-предшественниках миоцитов показали эффективность редактирования порядка 30-50%. Далее ученые проверили свой подход на мышах, используя для их заражения специальный штамм аденоассоциированного вируса, нацеленный в основном на мышечные ткани, включая скелетные мышцы, диафрагму и сердце. Препарат вводили как местно, так и в кровоток, то есть воздействие было системным.
Во всех случаях функционального дистрофина становилось больше — количество содержащих его волокон в некоторых случаях достигало 74% в сравнении с исходным, 60% — в сердце, 35% — в диафрагме. Соответственно, мышцы таких леченых животных меньше уставали при нагрузках и даже смогли приблизиться к уровню здоровых, однако это не касается скелетных мышц.
В целом, хотя авторы и наблюдали определенные функциональные и гистологические улучшения, нельзя сказать, что состояние животных значительно изменилось. Более того, полученные результаты свидетельствуют о риске ошибок и побочных эффектов, из-за которых технологию еще рано даже тестировать на людях. Однако сам факт того, что стратегия двойного разрезания оказалась успешной, дает надежду на развитие такого подхода к терапии. В дальнейшем она вполне может стать способом перевести тяжелое неизлечимое заболевание в более мягкую форму.
