Лечение миодистрофии Дюшенна: следующий этап
Миодистрофия Дюшенна – это одно из наиболее распространенных наследственных заболеваний, проявляющееся прогрессивной дегенерацией мышц и приводящее к гибели пациентов в возрасте 20-40 лет. Причиной развития этого заболевания является мутация в расположенном на женской половой Х-хромосоме гене, кодирующем белок дистрофин, необходимый для нормального функционирования мышечных волокон.
В качестве экспериментальной модели ученые, работающие под руководством доктора Риты Перлингейро (Rita C. R. Perlingeiro), использовали мышей, имеющих мутации в генах, кодирующих дистрофин и утропин (белок, сходный с дистрофином и экспрессируемый преимущественно клетками мускулатуры сосудов). Ген утропина локализуется на 6-й хромосоме. У таких животных развивается тяжелая форма мышечной дистрофии, симптомы которой сопоставимы с симптомами миодистрофии Дюшенна. (О результатах предыдущего эксперимента группы Перлингейро см. в статье «Мышечную дистрофию у мышей вылечили с помощью человеческих стволовых клеток».)
На этот раз на первом этапе исследования авторы выделили фибробласты кожи таких животных и репрограммировали их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (иПСК), способные дифференцироваться в различные типы клеток организма.
Второй задействованной технологией стал инструмент для генетической коррекции, разработанный специалистами университета Миннесоты – так называемый транспозон «Спящая красавица» (Sleeping Beauty Transposon) – фрагмент ДНК, способный встраиваться в геном человека и применяемый в качестве носителя терапевтических генов. Исследователи использовали его для встраивания в геном дифференцирующихся иПСК гена, кодирующего белок микроутропин.
Являющийся производным утропина микроутропин способен поддерживать жизнеспособность лишенных дистрофина мышечных волокон. Основное отличие между микроутропином и дистрофином заключается в реакции иммунной системы на эти белки. В организме пациентов с миодистрофией Дюшенна дистрофин отсутствует, поэтому его появление может вызвать развитие серьезных иммунных реакций. В то же время, они имеют полноценный функционирующий утропин, что делает микроутропин «невидимым» для иммунной системы.
Последней из использованных авторами революционных технологий был метод получения мышечных стволовых клеток из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, также разработанный специалистами университета Миннесоты.
Эта технология заключается в однократном пульсовом воздействии на плюрипотентные клетки белком Pax3, запускающим их дифференцировку в мышечные стволовые клетки.
Полученные в результате клетки трансплантировали в мышечную ткань животных той же линии, которая использовалась для выделения клеток кожи на первом этапе работы. После трансплантации в мышцах животных появилось множество мышечных волокон, экспрессирующих микроутропин. Эти волокна не только демонстрировали хорошую сократительную способность, но и восстанавливались после преднамеренного повреждения.
Достигнутые результаты демонстрируют целесообразность применения комбинированной технологии, подразумевающей получение индуцированных плюрипотентных стволовых клеток и их генетическую коррекцию, для лечения наследственной миодистрофии.
По словам доктора Перлингейро, тестирование экспериментальных методов лечения на животных моделях является обязательным этапом разработки эффективных терапевтических подходов. Однако она и работающие под ее руководством исследователи нацелены на перенос предложенной ими технологии на человеческие клетки и подготовку почвы для проведения клинических исследований.
Статья Antonio Filareto et al. An ex vivo gene therapy approach to treat muscular dystrophy using inducible pluripotent stem cells опубликована в журнале Nature Communications.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Minnesota:
U of M researchers utilize genetically corrected stem cells to spark muscle regeneration.
07.03.2013