Генная терапия облегчила боль у мышей
Исследователи из США опробовали на мышах эпигенетическое подавление гена одного из белков, ответственных за передачу болевого сигнала, при помощи генетических редакторов Cas9 и ZNF. На разных моделях такой подход привел к снижению болевой чувствительности у животных, сообщили ученые в статье в Science Translational Medicine.
Боль возникает в результате активации отростков первичных чувствительных (афферентных) нейронов, тела которых лежат в спинном мозге. Путем активации ионных каналов на мембранах этих нейронов сигнал передается по спинному мозгу выше и в конечном итоге достигает головного мозга.
Изучение редкого генетического заболевания, при котором у людей отсутствует чувствительность к боли, позволило обнаружить, что к такому эффекту приводит мутация, выключающая ген SCN9A, который кодирует ионный натриевый канал изотипа 1.7. Попытки создать селективный ингибитор этого канала не увенчались успехом, так как разные изотипы слишком похожи по структуре. В то же время временное подавление экспрессии гена SCN9A могло бы привести к похожему терапевтическому эффекту.
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего под руководством Тони Якша (Tony Yaksh) и Прашанта Мали (Prashant Mali) для проверки этой гипотезы применили эпигенетические редакторы — искусственные репрессоры на основе инструментов редактирования генов CRISPR-Cas9 и цинковопальцевых нуклеаз (ZNF). Первым таким инструментом стал белок dCas9 с инактивирующей мутацией, которая приводит к тому, что белок связывается в нужном месте с ДНК, но не режет ее. К белку dCas9 был присоединен репрессорный домен KRAB. Параллельно генетики присоединили домен KRAB к белку, распознающему мишень в SCN9A при помощи ДНК-связывающего домена «цинковых пальцев».
На клеточной модели нейронов исследователи убедились, что оба эпигенетических редактора синтезируются и подавляют экспрессию SCN9A. Далее репрессоры проверили на трех мышиных моделях с гиперчувствительностью к боли — индуцированной воспалением (модель травмы), химически индуцированной нейропатией (модель химиотерапии) и вызванной неспецифической активацией пуриновых рецепторов.
В качестве средства доставки редакторов использовали аденоассоциированные вирусы 9 типа (AAV9), которые вводили в спинной мозг интратекально. Чувствительность животных к боли разными стимулами (тепло, холод, прикосновение) оценивали по скорости отдергивания лапы, к которой применяли стимул.
Оказалось, что обе эпигенетические платформы приводят к подавлению экспрессии гена ионного канала, однако на разных моделях эффект оказался различным. В модели воспаления мышей тестировали на отклик на тепловой стимул, и экспрессия обоих редакторов привела к снижению чувствительности к нему. В модели нейропатии в качестве стимулов использовали прикосновение и холод, и генная терапия так же оказалась эффективной (примерно на 50-80 процентов от контроля). Результат терапии можно было наблюдать как минимум в течение 44 и 15 недель для двух моделей, соответственно, при том что выраженный эффект можно было наблюдать примерно через месяц от начала эксперимента.
Это уже не первая попытка использовать подавление экспрессии ионного канала NaV 1.7 в терапевтических целях. Ранее исследователи проверяли эффект выключения гена, например, при помощи антисмысловых нуклеотидов или РНК-интерференции. Исследователи предполагают, что генная терапия в лечении хронической боли может стать хорошей альтернативой опиоидным препаратам.
Дарья Спасская
Они не вызвали нежелательных реакций
Первая фаза клинических испытаний показала, что имплантация предшественников дофаминергических нейронов, полученных из эмбриональных стволовых клеток, в головной мозг людей с болезнью Паркинсона безопасна и приводит к облегчению двигательных нарушений. Как сообщается на сайте компании-разработчика терапии BlueRock Therapeutics, по данным позитронно-эмиссионной томографии после имплантации клетки в клетках наблюдался рост дофаминергической активности. Идея о том, что при болезни Паркинсона может помочь восстановление или замена пораженных дофаминергических нейронов с помощью клеточной терапии, появилась в начале 80-х годов прошлого столетия. Тогда врачи и ученые предположили, что клетки различных обновляющихся тканевых популяций могут заменить клетки, продуцирующие дофамин. В основном такие манипуляции проводили на животных, и эти исследования продолжаются и по сей день. В 2020 году американские ученые опубликовали результаты первого клинического исследования клеточной терапии болезни Паркинсона на людях. Тогда пациенту с болезнью Паркинсона пересадили нейроны, полученные из клеток его кожи. За два с половиной года у него не возникло никаких побочных эффектов, а нейродегенерация затормозилась. Теперь на Международном конгрессе по болезни Паркинсона и двигательным расстройствам представители фармацевтической компании Bayer и компании BlueRock Therapeutics, занимающейся клеточной терапией, объявили о результатах первой фазы клинических испытаний клеточной терапии болезни Паркинсона у 12 человек. Терапия состояла в том, что из эмбриональных плюрипотентных стволовых клеток получают предшественники дофаминергических нейронов, которые имплантируют в головной мозг человека. У всех 12 участников нейроны прижились хорошо, а вся процедуры не вызвала серьезных нежелательных реакций. Кроме того, позитронно-эмиссионная томография показала признаки выживания и приживления клеток как в группах с низкой, так и в группе с высокой дозой клеток. Через год после процедуры у семи участников, получивших высокую дозу, время облегчения симптомов в среднем увеличилась на 2,16 часа в день, а время ухудшения симптомов сократилось на 1,91 часа в день. У пяти участников из группы меньшей дозы сообщили о меньшем абсолютном изменении периодов с симптомами и без них. В целом тяжесть моторных нарушений значительно снизилась. Старт второй фазы испытаний этой терапии намечен на первую половину 2024 года. Ранее мы рассказывали о том, что развитие болезни Паркинсона можно спрогнозировать по толщине слоев сетчатки глаза.