Американські вчені перевірили, чи можна відновити роботу м'язів у мишей на пізніх стадіях міодистрофії. Виявилося, що однієї ін'єкції генотерапевтичного препарату достатньо, щоб тварини почали довше ходити і більше часу проводити, стоячи вертикально. Крім того, миші перестали вмирати - хоча лікувати їх почали в той момент, коли половина тварин вже загинула від хвороби. Роботу опубліковано в журналі.
М'язова дистрофія, або міодистрофія - це збірна назва для групи генетичних хвороб, в ході яких м'язові клітини поступово відмирають. Найвідоміша і найпоширеніша з них - міодистрофія Дюшена - викликана мутацією в гені дистрофіну. Цей білок пов'язує скоротні волокна всередині м'язової клітини з позаклітинним матриксом і сигнальними білками і передає зусилля скорочення на навколишню тканину. Без нього зв'язуючий комплекс не утворюється, клітини працюють вхолосту і отримують спотворені сигнали - і в результаті гинуть.
Швидкість, з якою м'язові волокна перестають працювати, в різних дистрофіях буває різною. Іноді це відбувається досить повільно, і хвороба викликає лише легкий дискомфорт. Але міодистрофія Дюшена, як і деякі інші дистрофії, розвивається швидко і призводить до прогресуючого паралічу. У результаті хворі часто не доживають до повноліття або зрілості.
Лікування від міодистрофії поки не існує. Вчені намагаються розробити препарати на основі генної терапії та системи CRISPR/CAS - і вже випробували їх на мишах, свинях і собаках. Такі препарати дійсно відновлюють виробництво потрібного білка в м'язах. Але незрозуміло, наскільки їх можна застосувати до людей. Справа в тому, що у людей міодистрофію зазвичай діагностують досить пізно - до цього часу багато м'язових волокн вже пошкоджені, і незрозуміло, чи можливо повернути їм працездатність.
Щоб це з'ясувати, група дослідників під керівництвом Кевіна Кемпбелла (Kevin P. Campbell) з Університету Айови працювала з мишами лінії. Вони несуть мутацію в гені і страждають дистрогліканопатією - у них не працює інший зв'язуючий м'язовий білок, дистроглікан. А точніше, не виробляється фермент, який навішує на дистроглікан вуглеводний «хвіст», за допомогою якого білок чіпляється за позаклітинний матрикс. Ця модель, на думку авторів роботи, хороша тим, що, по-перше, дистрогліканопатії теж зустрічаються у людей. А по-друге, у мишей така хвороба проявляється досить серйозно: у них порушена рухливість, вони важать менше зазвичай, а половина не доживає до року (хоча середня тривалість життя миші - 2-3 роки залежно від лінії). Тому на них можна перевірити, чи реально відновити роботу м'язів, коли вони вже важко вражені.
Автори роботи взялися лікувати мишей на 35-му тижні життя - в цей момент половина їх сородичів вже загинула від дистрофії, тобто пошкодження м'язів повинні бути досить серйозними. Їм ввели аденовірусний вектор зі «здоровим» варіантом гена, а потім почали стежити за їх активністю і порівнювати з контрольною групою, яка ніякого лікування не отримувала.
Дослідники підрахували, що після генної терапії миші проходять набагато більшу дистанцію, будучи надані самі собі, і більше часу проводять, стоячи вертикально і обнюхуючи стінки вольєра. Тварини з контрольної групи втратили здатність стояти на задніх лапах за перші три місяці експерименту. Крім того, у мишей після терапії виросла сила м'язового хвата - хоча і не досягла рівня здорової тварини.
Лікування позначилося і на зовнішньому вигляді мишей - вони перестали втрачати вагу. І незважаючи на те, що вони все одно, за словами дослідників, виглядали чистими, і товщина їх м'язів не досягла нормальних значень, виживали вони набагато краще. У 60 тижнів, коли всі тварини з контрольної групи померли (точніше, їх приспали з етичних міркувань, оскільки їх стан був критичним), в експериментальній групі загинула тільки одна миша з 14.
Дослідники перевірили, що справа дійсно в м'язах: вони пофарбували скелетну м'язову тканину і помітили, що волокна в середньому стали товщими, а дистроглікана в них стало більше. Те ж саме помітили і в діафрагмі - м'язі, робота якого критична для хворих на міодистрофію.
На відміну від міодистрофії Дюшена, дистрогліканопатії позначаються і на центральній нервовій системі. Ген працює не тільки в м'язах, але і в мозку. Автори роботи виміряли його експресію і з'ясували, що генна терапія не допомагає відновити її до потрібного рівня. Цього можна було очікувати, з урахуванням того, що аденовірусний вектор мишам вводили внутрішньовенно, а такі препарати не вміють долати гематоенцефалічний бар'єр і проникати в мозок. Тим не менш, це означає, що для повноцінного лікування дистрогліканопатії належить придумати, як вирішувати і цю проблему теж.
Автори статті зазначають, що не всі міодистрофії, можливо, так вдало вийде вилікувати за допомогою генної терапії. Ген досить короткий, і легко влазить в аденовірусний вектор. Ген дистрофіна довший, тому доставити його безпосередньо не виходить - і доводиться замість нього доставляти систему CRISPR/Cas, щоб та відредагувала зламаний ген безпосередньо. Тим не менш, цей експеримент показав, що м'язи ссавців досить пластичні і здатні хоча б частково відновитися, якщо вчасно забезпечити їх достатньою кількістю потрібного білка.
Тим часом на людях генну терапію вже застосовують для лікування та інших груп хвороб. Ми писали про те, що вона виявилася як мінімум безпечна при хворобі Фабрі (накопичення ліпідів у різних органах). І допомогла від епілепсії при хворобі Тея-Сакса. А у випробуваннях генної терапії від зниження зору раптово виявилося, що введення препарату в одне око покращує роботу й іншого ока теж.