Адресная антисмысловая терапия затормозила развитие прионной болезни у мышей

Американские ученые смогли с помощью антисмысловых олигонуклеотидов лечить скрейпи — один из типов прионной инфекции — по крайней мере для мышей. Время жизни после заражения у животных, которым вводили такие олигонуклеотиды, выросло на 98 процентов по сравнению с контролем. Предыдущие попытки применить этот метод лечения не увенчались большим успехом, а нынешняя отличается от них тем, что нуклеотиды вводили в место поражения периодически большими дозами, а не непрерывно маленькими. Научная статья опубликована в JCI Insight.

Прионные заболевания — одни из самых непредсказуемых и опасных для жизни. Они вызываются не клетками других организмов и даже не вирусами, а молекулами неправильно свернутых белков. Эти белки (как правило, речь о PrP^C) кодируются генами заболевшего организма, и их правильно свернутые формы важны для его нормальной работы (в частности, прионоподобные белки могут быть залогом перевода информации в долговременную память). Чаще всего прионы поражают ткань головного мозга, делая ее похожей на губку (отсюда термин «губчатая энцефалопатия»). Смертность от прионных болезней — скрейпи (почесухи), куру, болезни Крейтцфельда — Якоба — существенно превышает 50 процентов, а тяжелые формы практически не оставляют больным шанса на выживание.

Клинически проверенных препаратов против прионных заболеваний не существует, но есть предположение, как можно было бы снизить выработку мутантных прионных белков — с помощью антисмысловых олигонуклеотидов. Так называются цепочки из нескольких десятков нуклеотидов, комплементарные конкретной матричной РНК (мРНК). Они способны связываться с этой мРНК и тем самым мешать ее трансляции — образованию белка, который эта РНК кодирует.

Антисмысловые олигонуклеотиды уже пробовали применять против скрейпи в модели этого заболевания у мышей. Время до появления признаков болезни у грызунов, которым вводили их через день после инъекции приона, на 40 процентов превышало таковое у мышей, которых не пытались лечить от прионной инфекции (а она была). Однако у ученых были серьезные подозрения, что в данном случае антисмысловые олигонуклеотиды связываются не столько с мРНК гена Prnp, который кодирует соответствующий прионный белок, а с самими молекулами этого белка. К тому же, немалый процент животных погибал от осложнений при постоянном введении нуклеотидов с помощью осмотического насоса.

Сотрудники Национального института аллергии и инфекционных заболеваний и Института Броуда попробовали другой способ введения антисмысловых олигонуклеотидов — болюсный. Он предполагает, что препарат доставляется не постоянно понемногу, а периодически довольно большими порциями. Болюс мышам, которые участвовали в эксперименте, устанавливали внутри одного из желудочков мозга, и туда же вводили прионы. Грызунам доставался один из двух вариантов олигонуклеотида: один действовал на второй интрон в мРНК Prnp или ее 3’-нетранслируемую область. Болюс активировали дважды: за две недели до заражения скрейпи и через семь либо 15 недель после инфицирования.

Оба антисмысловых олигонуклеотида увеличивали срок жизни зараженных животных и время, которое проходило с момента попадания в их организм прионов до появления признаков болезни. Ученые из Института Броуда и Национального института аллергии проводили эксперименты независимо, и их результаты немного разнятся. Олигонуклеотид, который действует на 3’-нетранслируемую область, удлинял время до появления симптомов скрейпи в среднем на 82 процента (250 дней против 137) в опытах Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, и общий срок жизни у них был на 81 процент дольше, чем у контрольных животных (259 дней против 143).

В экспериментах Института Броуда с тем же олигонуклеотидом продолжительность жизни грызунов увеличивалась на 61 процент (274 дня против 170). Второй олигонуклеотид — тот, который действует на интрон мРНК Prnp — удлинял жизнь инфицированных мышей на 98 процентов (283 дня против 143) по сравнению с контролем в Национальном институте аллергии, а в Институте Броуда — на 76 процентов (300 дней против 170).

Один из институтов дополнительно провел испытания антисмысловых олигонуклеотидов в борьбе с уже имеющейся инфекцией, но до появления ее симптомов. В данном случае их вводили через 17 недель после инъекции прионов. Первый олигонуклеотид увеличил срок жизни в среднем на 55 процентов (244 дня против 157), а второй, как ни странно, не оказал значимого эффекта — хотя в предыдущей серии экспериментов он действовал сильнее.

Авторы отмечают: добиться продления жизни у обычных мышей, зараженных возбудителем скрейпи, очень важно, так как прионные болезни развиваются у грызунов крайней стремительно и не оставляют выживших. Кроме того, есть вероятность, что ряд нейродегенеративных заболеваний имеет прионную природу. Предыдущие относительно удачные попытки снижать уровень какого-либо белка в мозге у мышей за счет антисмысловых олигонуклеотидов проводили либо на трансгенных животных, либо на грызунах, у которых не развились опасные для жизни симптомы.

Прионные заболевания находят у новых видов животных. Так, в 2018 году губчатую энцефалопатию зафиксировали у верблюдов Алжира, а двумя годами ранее хроническая изнуряющая болезнь, которую до того встречали только в Америке, обнаружили у самки северного оленя в Норвегии. Учитывая, что оба животных важны для сельского хозяйства стран, где они обитают, найти средство против прионов весьма актуально. Уже известные прионные болезни человека и скота тоже требуют эффективных средств терапии.

Светлана Ястребова