Учёные научно-технологического университета «Сириус» улучшили подход к генной терапии наследственной оптической нейропатии Лебера. Это тяжёлое заболевание, при котором человек быстро теряет зрение. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.
Одна из главных причин болезни — поломка в митохондриальном гене MT-ND4. Из-за неё клетки сетчатки хуже вырабатывают энергию, в них накапливается клеточный стресс и нарушается обмен кальция. В итоге такие клетки постепенно погибают. Особенно уязвимы ганглиозные клетки зрительного нерва, поэтому человек может быстро потерять центральное зрение, часто без возможности его вернуть.
Редактировать митохондриальную ДНК напрямую очень сложно: митохондрии защищены двойной мембраной, в одной клетке их может быть сотни, а в каждой — несколько копий ДНК. Поэтому учёные используют обходной путь. Рабочую копию повреждённого митохондриального гена переносят в ядро клетки, там синтезируется нужный белок, после чего его нужно доставить обратно в митохондрии, где он должен сработать.
В новом исследовании специалисты «Сириуса» проверили пять вариантов доставки белка в митохондрии. Такие последовательности работают как «адрес»: они помогают белку попасть туда, где он должен действовать. Лучше всего сработал вариант MTS-cox8k. В клеточной модели он снизил уровень активных форм кислорода на 72%, количество кальция в митохондриях — на 47%, а мембранный потенциал митохондрий повысил на 38%. Это означает, что клетки стали испытывать меньше стресса, а их энергетический обмен частично восстановился.
Дальше технологию планируют проверять на нейрональных моделях, ганглиозных клетках сетчатки из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток пациентов и на животных. Сейчас разработка находится на доклинической стадии.
Существующие методы лечения, включая идебенон, способны лишь частично замедлять развитие болезни и редко возвращают утраченное зрение. Новый подход должен воздействовать на молекулярную причину заболевания — нарушение работы белка ND4 в митохондриях.