Генная терапия синдрома Ангельмана показала эффективность на мышах

Ученые из США и Нидерландов вводили рабочую копию гена UBE3A в мозг мышей, моделирующих синдром Ангельмана, с помощью аденоассоциированного вирусного вектора. Генная терапия улучшала способность животных к движению после обучения, а также качество выполнения видоспецифичных действий, таких как копание и постройка гнезд. Мыши после терапии были менее подвержены эпилептическим припадкам, а также легче их переносили. В то же время у этих мышей наблюдалась атрофия зубчатой извилины гиппокампа.

Синдром Ангельмана — тяжелое нарушение развития нервной системы. Для него характерны задержки развития, нарушения движения и речи, эпилепсия. Лечения на данный момент нет. Это генетическое нарушение, но его механизм сложнее, чем, например, у муковисцидоза. Синдром Ангельмана развивается, если в материнской копии гена UBE3A есть мутация или делеция. UBE3A кодирует убиквитин-протеинлигазу E3A, которая регулирует гомеостаз белков, а также участвует в ряде других важных процессов. В зрелых нейронах экспрессируется только материнская копия UBE3A, именно поэтому нарушения в ней приводит к развитию этого синдрома.

Создание мышиной модели, у которой делеция UBE3A в нейронах приводит к фенотипу, схожему к синдрому Ангельмана у людей, подтолкнуло ученых к разработке генной терапии. Один из возможных путей — активация экспрессии нормальной копии гена с отцовской хромосомы. К сожалению, клинические испытание препарата, основанного на этом подходе, недавно были приостановлены из-за побочных эффектов. Ученые из США и Нидерландов использовали другой путь — доставку рабочей кодон-оптимизированной копии человеческого гена UBE3A (hUBE3Aopt) с помощью аденоассоциированного вирусного вектора (PHP.B) в мозг мыши.

В норме в нейронах экспрессируются две изоформы UBE3A — короткая и длинная — в соотношении приблизительно три короткие копии на одну длинную у людей или четыре короткие на одну длинную у мышей. Авторы создали конструкцию, которая могла бы поддерживать подобное соотношение экспрессий двух изоформ in vivo, изменяя последовательности Козак.

Вирусный вектор вводили напрямую в спинномозговую жидкость желудочков головного мозга новорожденных мышат. Авторы подтвердили, что после инъекции экспрессию UBE3A достаточно быстро детектировали почти по всему мозгу. При этом в нейронах экспрессировались как короткая, так и длинная изоформа UBE3A в соотношении 2,7:1.

Для модельных мышей характерно ожирение, особенно у самок. Генная терапия не нормализовала вес самок; у самцов значимых результатов получить не удалось.

UBE3A (Ubiquitin protein ligase E3A) – белок, который кодируется одноименным геном, расположенном у людей на коротком плече 15-ой хромосомы

Через 2,5–3,5 месяца после рождения мышей подвергали ряду поведенческих тестов. Изначально мыши после терапии проходили тесты на движение так же плохо, как и модельные. Однако они лучше обучались, и в конце концов улучшение их двигательной активности было значительным. Также мыши после терапии намного лучше выполняли действия, характерные для их вида — копали и строили гнезда, хотя и не так успешно, как мыши дикого типа.

Около 90% пациентов с синдромом Ангельмана страдают от эпилепсии, как и модельные мыши. Животные после генной терапии были менее подвержены стимуляции припадков, а также легче их переносили.

В гиппокампе мозга мышей после терапии иногда наблюдали оверэкспрессию UBE3A. Влияния на поведение мышей выявлено не было, однако наблюдали атрофию зубчатой извилиы. Авторы полагают, что атрофия появлялась не вследствие оверэкспрессии UBE3A, а в ответ на сам вектор.

Авторы считают, что их подход может быть полезным для генной терапии синдрома Ангельмана у людей. Введение вирусного вектора с рабочей копией UBE3A значительно облегчало некоторые симптомы, однако не все. Ученые надеются улучшить биораспределение UBE3A без роста оверэкспрессии.

Ограничением такого подхода является раннее введение вектора. У человека же синдром обычно не диагностируют раньше шестого месяца жизни. Авторы также говорят о необходимости подробного изучения безопасности терапии.

Цитируется по:

Judson M.C., et al. Dual-isoform hUBE3A gene transfer improves behavioral and seizure outcomes in Angelman syndrome model mice // JCI insight (2021), published October 22, 2021, DOI: 10.1172/jci.insight.144712.

Источник: https://pcr.news/

27.10.2021

Ajax Call Form
Loading...
Translate »