Биологи разрабатывают генную терапию для редкой цилиопатии

Прочитано: 67 раз(а)


Исследователи из Национального института глаза (NEI) разработали генную терапию, которая восстанавливает дефекты ресничек в клетках сетчатки, пораженных типом врожденного амавроза Лебера (LCA), заболеванием, которое вызывает слепоту в раннем детстве. Используя органоиды сетчатки, полученные от пациентов (также известные как сетчатки в чашке), исследователи обнаружили, что тип LCA, вызванный мутациями в гене NPHP5 (также называемый IQCB1), приводит к серьезным дефектам в первичной ресничке, структуре. обнаруживаются практически во всех клетках организма. Полученные данные не только пролили свет на функцию белка NPHP5 в первичной ресничке, но также привели к потенциальному лечению этого состояния ослепления. NEI является частью Национального института здоровья.

«Очень грустно видеть, как маленькие дети слепнут из-за раннего начала LCA. Дефицит NPHP5 вызывает раннюю слепоту в более легкой форме, а в более тяжелых формах у многих пациентов также наблюдается заболевание почек наряду с дегенерацией сетчатки », — сказал ведущий исследователь Ананд. Сваруп, доктор философии, старший научный сотрудник Лаборатории нейробиологии, нейродегенерации и репарации NEI. «Мы разработали подход к генной терапии , который может помочь предотвратить слепоту у детей с этим заболеванием, а при дополнительных исследованиях, возможно, даже помочь в лечении других последствий болезни».

LCA — это редкое генетическое заболевание, которое приводит к дегенерации светочувствительной сетчатки в задней части глаза. Дефекты как минимум 25 различных генов могут вызывать LCA. Хотя для одной формы LCA существует доступное лечение генной терапией, все другие формы заболевания не поддаются лечению. Тип LCA, вызванный мутациями в NPHP5 , встречается относительно редко. Во всех случаях он вызывает слепоту, а во многих случаях может также привести к почечной недостаточности, состоянию, называемому синдромом Сениора-Лёкена .

Три постдокторских сотрудника, Камил Кручек, доктор философии, Зепенг Ку, доктор философии, и Эмили Уэлби, доктор философии, вместе с другими членами исследовательской группы собрали образцы стволовых клеток у двух пациентов с дефицитом NPHP5 в Клинический центр НИЗ. Эти образцы стволовых клеток были использованы для создания органоидов сетчатки, кластеров культивируемых тканей, которые обладают многими структурными и функциональными характеристиками настоящей нативной сетчатки. Органоиды сетчатки, полученные от пациентов, особенно ценны, поскольку они точно имитируют генотип и проявления заболевания сетчатки у реальных пациентов и обеспечивают «человеческую» тканевую среду для тестирования терапевтических вмешательств, включая генную терапию. Как и у пациентов, эти органоиды сетчатки обнаруживали дефекты фоторецепторов, в том числе потерю частифоторецепторы , называемые «внешними сегментами».

В здоровой сетчатке наружные сегменты фоторецепторов содержат светочувствительные молекулы, называемые опсинами. Когда внешний сегмент подвергается воздействию света, фоторецептор инициирует нервный сигнал, который передается в мозг и обеспечивает зрение. Внешний сегмент фоторецептора представляет собой первичную ресничку особого типа , древнюю структуру, обнаруженную почти во всех клетках животных .

Считается, что в здоровом глазу белок NPHP5 находится в структуре, напоминающей ворота, в основании первичной реснички , которая помогает фильтровать белки, попадающие в ресничку. Предыдущие исследования на мышах показали, что NPHP5 участвует в ресничке, но исследователи пока не знают точной роли NPHP5 в ресничке фоторецептора, а также неясно, как именно мутации влияют на функцию белка.

В настоящем исследовании исследователи обнаружили снижение уровня белка NPHP5 в органоидных клетках сетчатки, полученных от пациентов, а также снижение уровня другого белка, называемого CEP-290, который взаимодействует с NPHP5 и образует первичные ворота реснички. (Мутации в CEP-290 представляют собой наиболее распространенную причину LCA.) Кроме того, внешние сегменты фоторецепторов в органоидах сетчатки полностью отсутствовали, а белок опсин, который должен был быть локализован во внешних сегментах, вместо этого был обнаружен в другом месте тела фоторецепторной клетки.

Когда исследователи ввели вектор аденоассоциированного вируса (AAV), содержащий функциональную версию NPHP5 , в качестве средства генной терапии, органоиды сетчатки показали значительное восстановление белка опсина, сконцентрированного в надлежащем месте во внешних сегментах. Находки также указывают на то, что функциональный NPHP5 может стабилизировать первичные ворота реснички.

Биологи разрабатывают генную терапию для редкой цилиопатии



Новости партнеров