ПомочьРазработка подходов к персонифицированной генетической терапии ДЛКЛ
Редкое наследственное аутосомно-рецессивное заболевание «дефицит лизосомной кислой липазы» (ДЛКЛ) входит в группу лизосомных болезней накопления.
При ДЛКЛ снижается активность данного фермента, что приводит к накоплению в лизосомах триглицеридов и эфиров холестерина. В норме триглицериды и эфиры холестерина разрушаются в лизосомах, а образующиеся жирные кислоты и холестерин усваиваются организмом для строительства новых клеток и пополнения энергии. У пациентов с ДЛКЛ из-за недостатка активности лизосомной кислой липазы (ЛКЛ) клетки переполняются нерасщепленными молекулами и перестают выполнять свои функции.
Наиболее тяжело при ДЛКЛ поражаются клетки печени, селезенки, стенок кровеносных сосудов и надпочечников. Со временем печень увеличивается в размерах, нарушается ее функция, после чего ткань органа замещается соединительной тканью с переходом в цирроз. В крови повышается уровень холестерина, что сопряжено с повышенным риском заболеваний сердца и другими патологиями, вызванными нарушением проходимости артерий.
ДЛКЛ имеет два клинических варианта: болезнь Вольмана (БВ), которая манифестирует в младенческом возрасте, и болезнь накопления эфиров холестерина (БНЭХ), которая манифестирует в более позднем возрасте. При болезни Вольмана у младенцев возникают тяжелые нарушения роста и развития, фиброз печени, цирроз. Дети погибают в раннем возрасте от печеночной недостаточности.
Болезнь накопления эфиров холестерина развивается на фоне частично сохраненной функции ЛКЛ и может в течение длительного времени оставаться необнаруженной, приводя к необратимым повреждениям печени и развитию атеросклеротического повреждения сосудов.
У детей и взрослых с ДЛКЛ на протяжении трех лет после начала симптомов приблизительно в 50% случаев наблюдается прогрессирование в фиброз, цирроз или возникает необходимость в проведении трансплантации печени. С детского возраста могут проявляться нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы, обусловленные ранним атеросклерозом. На этом фоне у больных может развиваться портальная гипертензия и варикозное расширение вен пищевода.
Основным методом подтверждения диагноза ДЛКЛ служит определение активности ЛКЛ в сухих пятнах крови, затем проводится генетическое исследование. Если в семье пациента есть еще дети, им тоже нужно провести диагностику – не исключено, что болезнь просто пока себя не проявила. К сожалению, несвоевременная диагностика болезни приводит к ее прогрессированию с развитием необратимых повреждений печени и повышенным риском болезней сердца и других заболеваний.
В 1969 году был обнаружен ген LIPA, мутации в котором приводят к развитию ДЛКЛ. Ген расположен на хромосоме 10q23.2-q23.3 и содержит 10 экзонов.
Чтобы отсрочить опасные для жизни осложнения заболевания вследствие повышенного уровня холестерина в крови и ускоренного атеросклероза, пациентам с ДЛКЛ необходима пожизненная ферментная заместительная терапия. Препарат себелипаза-альфа («Канума»), позволивший значительно улучшить прогноз болезни, был одобрен в США 8 декабря 2015 года. 31 октября 2017 года «Канума» зарегистрирована в РФ.
Соблюдение низкожировой диеты позволяет улучшить состояние пациентов с ДЛКЛ. Это еще один из подходов к ведению пациентов с ДЛКЛ, который сохранил актуальность до сих пор. Рассчитать правильное питание с оптимальным содержанием холестерина поможет диетолог.
Научная разработка ФГБНУ «МГНЦ», поддержанная БФ «Жизнь как чудо»
Научная группа, состоящая из сотрудников лаборатории наследственных болезней обмена веществ и функциональной геномики Медико-генетического научного центра им. ак. Н.П. Бочкова, разрабатывает новый подход лечения ДЛКЛ – персонифицированную генетическую терапию для больных с патогенным генетическим вариантом LIPA:c.894G>A. Данный вариант является самым распространенным патогенным вариантом в гене LIPA у российских больных с ДЛКЛ и присутствует примерно у 88% пациентов.
Научная разработка частично проводится при поддержке фонда «Жизнь как чудо».
Персонифицированная генетическая терапия создается на основе антисмысловых сплайсинг-модулирующих молекул.
Что такое сплайсинг?
Сплайсинг (от англ. splicing – соединение, сшивка) – процесс формирования зрелых молекул РНК из их предшественников путем удаления отдельных фрагментов. Это один из этапов образования матричной РНК (мРНК), в результате которого из незрелой молекулы РНК, считываемой с гена, вырезаются некодирующие участки – интроны, а кодирующие участки или экзоны сшиваются. В процессе сплайсинга участвует несколько сотен белков и рибонуклеопротеинов (комплексов белков и РНК).
Около 15% вариантов, зарегистрированных в базах данных по мутациям человека, являются вариантами, нарушающими сплайсинг, а некоторые исследования показывают, что вплоть до 60% всех опубликованных патогенных вариантов в определенных генах могут приводить к изменению сплайсинга. Таким образом, нарушение сплайсинга является механизмом молекулярного патогенеза генетических заболеваний, и появление инструментов для его коррекции открывает возможности для генетической терапии наследственных заболеваний.
Что такое антисмысловые молекулы?
Известно, что молекула ДНК построена из двух комплементарных нитей, т. е. она двунитевая. Обычно лишь одна ее нить несет информацию о синтезе белка, по этой причине одна цепь ДНК называется смысловой, а вторая – антисмысловой. В результате транскрипции с антисмысловой цепью ДНК образуется молекула РНК, по своей последовательности аналогичная смысловой последовательности ДНК.
Антисмысловыми называются молекулы, чаще всего РНК-олигонуклеотиды, которые комплементарно взаимодействуют с определенными участками мРНК и приводят к различным функциональным исходам (например, деградация мРНК или изменение сплайсинга).
Новый век генной терапии редких заболеваний
Патогенные варианты, приводящие к нарушению сплайсинга генов, являются актуальной мишенью для генетической терапии на основе антисмысловых молекул. Для лечения некоторых генетических заболеваний уже одобрены и успешно применяются препараты генетической терапии на основе химически модифицированных антисмысловых РНК. В последнее время стремительно развивается подход, заключающийся в доставке и экспрессии антисмысловых молекул при помощи вирусных векторов с целью повышения биодоступности и пролонгирования действия препарата.
Самые известные препараты на основе аРНК, применяемые для лечения миодистрофии Дюшенна и спинальной мышечной атрофии, как раз опосредуют свой эффект через модуляцию сплайсинга генов DMD и SMN2 соответственно.
Разработка антисмысловой терапии спинальной мышечной атрофии началась в 2004 году. В последующие годы антисмысловой олигонуклеотид (олигонуклеотиды представляют собой короткие молекулы ДНК или РНК, которые находят широкое применение в генетическом тестировании и исследованиях, – ред.), позже названный «Нусинерсен», был разработан Ionis Pharmaceuticals в соответствии с лицензионным соглашением с Biogen. В декабре 2016 года «Нусинерсен» получил одобрение регулирующих органов от FDA и вскоре от других регулирующих органов по всему миру.
Препарат «Миласен», разработанный для пациентов с болезнью Баттена, является ярким примером персонифицированной антисмысловой терапии. Механизм действия препарата также заключается в коррекции сплайсинга. Исследователи синтезировали химический аналог аРНК, используемой в препарате «Нусинерсен», изменив лишь последовательность нуклеотидов, что позволило «Миласену» пройти ускоренный процесс клинических испытаний и получить одобрение FDA за феноменально короткий срок 11 месяцев с момента постановки генетического диагноза. Препарат оказал положительный эффект на состояние пациентов и позволил значительно замедлить стремительный прогресс заболевания.
Персонифицированная генетическая терапия
Научная группа, состоящая из сотрудников лаборатории наследственных болезней обмена веществ и функциональной геномики Медико-генетического научного центра им. ак. Н.П. Бочкова, разрабатывает новый подход к терапии ДЛКЛ – персонифицированную генетическую терапию.
Проведенное исследование – важный этап в разработке генетической терапии на основе антисмысловых молекул – оценка эффективности антисмысловой молекулы. В результате исследования определен ряд антисмысловых последовательностей, которые позволяют модU1мяРНК эффективно восстанавливать нарушенный сплайсинг экзона 8 гена LIPA при варианте c.894G>A.
Дальнейшими этапами, необходимыми для перехода к клиническим испытаниям препарата, основанного на полученной модU1мяРНК, являются оценка специфичности и цитотоксичности исследуемой модU1мяРНК in-vitro, а также проведение преклинических испытаний на модельных животных.
Да, поставить диагноз – значит получить возможность поддерживающей терапии, изменить естественное течение болезни, улучшить качество и продолжительность жизни. Но полностью вылечить тяжелейшее заболевание – задача невероятно обнадеживающая.
Источники:
Тамара Амелина, журналист
Помочь