Генотерапия помогла исправить волосковые клетки во внутреннем ухе мышей

Исследователи разработали генотерапевтический препарат, который восстановил волосковые клетки внутреннего уха новорожденных мышей. С помощью аденоассоциированного вирусного вектора ученые доставили в клетки животных белок Eps8, дефицит которого приводит к глухоте. После введения препарата мышам с мутацией в гене Eps8 нехватка белка восполнялась и восстанавливалась структура волосковых клеток. Результаты работы опубликованы в журнале Molecular Therapy — Methods & Clinical Development.

Волосковые клетки — рецепторные клетки, которые находятся на базальной мембране в улитке внутреннего уха. Если звук достигает этой части, волоски изгибаются и клетки преобразуют механическое движение в электрические импульсы, передающиеся в мозг. Когда мы включаем громкую музыку или окружены сотней болельщиков на футбольном стадионе, шум может заставить волоски согнуться слишком сильно, что приведет к их повреждению и появлению долгосрочной потери слуха. ВОЗ предполагает, что к 2050 году в мире 2,5 миллиарда человек будут страдать от глухоты.

Кроме приобретенной потери слуха существует форма врожденной глухоты. Ее частота очень велика: в развитых странах глухота встречается у одного ребенка из 500, и примерно в 80 процентах случаев это обусловлено генетически. К врожденной глухоте приводят мутации в 124 генах. Одна из таких мутаций нарушает синтез белка Eps8, который регулирует длину и правильную архитектуру стереоцилиарных пучков (стереоцилий) у волосковых клеток. Без него пучки вырастают слишком короткими, чтобы эффективно преобразовывать механические колебания в нервные импульсы.

Ученые во главе с Уолтером Маркотти (Walter Marcotti) и Цзин-И Жэном (Jing-Yi Jeng) из Университета Солка собрали генно-инженерную конструкцию на основе аденоассоциированного вирусного вектора (AAV) для борьбы с врожденной глухотой. Вектор имитирует настоящий вирус, но его природные инфекционные белки заменены на белок интереса — тот, в котором нуждается клетка, в данном случае — Eps8 мыши. Исследователи вводили собранный вектор в улитку внутреннего уха мышей и спустя несколько недель оценивали, насколько восстановились стереоцилии.

У мышей, которым препарат был введен в возрасте один день, функции волосковых клеток начинали восстанавливаться. К 29 дню у таких мышей белок Eps8 локализовался на кончиках стереоцилиарных пучков точно также, как у мышей дикого типа. В итоге исправленная волосковая клетка начинала работать как механоэлектрический преобразователь. Но длина стереоцилий была непостоянной у разных клеток, при этом у здорорвых мышей все стереоцилиарные пучки были одинаковой длины. При доставке препарата взрослым мышам пучки практически не восстанавливались. Белок Eps8 не локализовался на кончиках стереоцилий, а был распределен по всей длине пучка, который оставался коротким.

Ученые заключили, что AAV-доставка экзогенного Eps8 — это перспективный метод терапии врожденной глухоты, но для полного восстановления слуха ее необходимо проводить внутриутробно. Эта гипотеза связана с тем, что у мышей после терапии слух не восстанавливался, несмотря на появление белка Eps8 в волосковых клетках. Ученые считают, что существует критический период для полного восстановления волосковых клеток: в постнатальном периоде клетки накапливают слишком много нарушений, которые невозможно исправить.

Генетики пытаются найти способы лечения и других видов глухоты, вызванных мутациями в ДНК. В России этим активно занимается команда Дениса Ребрикова. Их исследования сфокусировано на исправлении мутаций в гене GJB2. О последних успехах в этом направлении мы рассказывали в материале N + 1 «Редактура продолжается».

Ирина Грищенко