Генная терапия улучшила состояние межпозвонковых дисков и облегчила боль у мышей

Американские ученые разработали разработали генную терапию, в которой для доставки фактора транскрипции используются сконструированные внеклеточные везикулы. После такой доставки в дегенеративные межпозвонковые диски фактора транскрипции FOXF1 у больных мышей снизилась интенсивность болевого синдрома, а сами диски стали лучше выполнять механические функции. Отчет о разработке и исследовании опубликован в журнале Biomaterials.

Болезненные нарушения опорно-двигательного аппарата (например, хроническая боль в пояснице) считаются ведущими причинами нетрудоспособности во всем мире; их распространенность и воздействие на общество продолжают расти из-за старения населения. Одной из основных причин болей в пояснице выступает дегенерация межпозвонкового диска, на нее приходится примерно 40 процентов случаев боли. При этом процессе происходят механические нарушения диска, потеря важнейших компонентов внеклеточного матрикса (в частности, протеогликанов), повышается катаболизм, развивается воспаление и нейроваскулярная инвазия. Все это приводит к потере функции тканей и усилению боли.

Современные методы лечения дегенерации межпозвонковых дисков ограничены временным обезболиванием или инвазивными дорогостоящими хирургическими процедурами, которые не направлены на устранение основной патологии или механизмов заболевания. Поэтому существует потребность в малоинвазивных терапевтических стратегиях для восстановления структуры и функции тканей, которые смогут обеспечить длительное облегчение боли.

Группа ученых под руководством Девины Пурмессер (Devina Purmessur) из Университета штата Огайо сконструировала внеклеточные везикулы, способные переносить фактор транскрипции FOXF1, который участвует в экспрессии гена foxf1, ответственного за развитие мезенхимы легких и желудочно-кишечного тракта. С помощью пункции эти везикулы доставлялись в поврежденные межпозвонковые поясничные диски мышей, с помощью которых оценивалась предварительная эффективность такой терапии. Эти везикулы были получены после трансфекции первичных мышиных эмбриональных фибробластов экспрессионной плазмидой, кодирующей FOXF1.

После пункции препарата в поврежденный межпозвонковый диск модельные мыши в тестах стали проявлять поведение, свойственное снижению болевого синдрома. Так, у мышей-самцов, получавших везикулы с FOXF1, через 12 недель наблюдалась сниженная гиперчувствительность к холоду по сравнению с контрольной группой, что свидетельствует о снижении болевого. Кроме того, у экспериментальных мышей наблюдалось значительное восстановление структуры и функции межпозвонковых дисков. В частности, ученые обнаружили значительное увеличение высоты диска и гидратации тканей, а также повышение концентрации протеогликанов. Все вместе это восстанавливало механическую функцию межпозвонковых дисков.

Хотя ученые признают, что внедрению в клиническую практику методов лечения, основанных на сконструированных внеклеточных везикулах, препятствуют низкая эффективность, неоднородность и ограниченная масштабируемость, они также считают, что у этого исследования есть многообещающие результаты. Так, малоинвазивная процедура доставки везикул в межпозвонковые диски способна снять болевой синдром, ограничивающий работоспособность множества людей.