Генная терапия кожных болезней

Генная терапия кожных болезней

Область генной терапии можно определить несколькими способами. Во-первых, это методы, используемые при лечении рецессивных генетических заболеваний, где гомозиготная или гетерозиготная мутация с потерей функции приводит к полному отсутствию или полному функциональному разрушению жизненно важного белка. Эти заболевания поддаются заместительной генной терапии.

И эта форма генной терапии становится основной, так как она обычно более доступна, чем лечение доминантных генетических расстройств. В дерматологии такими заболеваниями являются чешуйчатый ихтиоз, при котором в большинстве случаев определяется наследственное отсутствие активности трансглутаминазы-1 в эпидермисе, и тяжелая форма рецессивного дистрофического буллезного эпидермолиза, при которой в результате рецессивной мутации полностью отсутствует экспрессия коллагена VII типа.

Вторая форма генной терапии в целом направлена на лечение доминантно-негативных генетических расстройств и известна как ген-ингибирующая терапия. Здесь проблема заключается в другом, так как у этих пациентов уже есть одна нормальная и одна мутантная копии гена. Эти заболевания вызваны тем, что неправильный доминантно-негативный мутантный белок, продукт мутантного аллеля, связывается с нормальным белком, продуцируемым аллелем дикого типа, и ингибирует его функцию.

При изучении редких рецессивных вариантов доминантных заболеваний было показано, что для нормального функционирования кожи во многих случаях достаточно одного аллеля, и поэтому если бы был найден способ специфического подавления экспрессии мутантного аллеля, это имело бы терапевтический эффект. Однако поиск метода генной терапии, который позволил бы различить мутантный аллель и аллель дикого типа, отличающиеся всего на одну н.п. ДНК, чрезвычайно труден. Типичным доминантно-негативным заболеванием кожи является простой буллезный эпидермолиз, вызванный мутацией в одном из генов, кодирующих кератин -5 или -14.

Подавляющее большинство случаев этого заболевания вызвано доминантно-негативными миссенс-мутациями, меняющими только одну аминокислоту в одном из аллелей гетерозиготы.

Подходы к генной терапии также можно подразделить на две категорий в зависимости от того, используются ли в них технологии in vivo или in vitro. В методиках in vivo агент генной терапии применяется непосредственно на коже или другой ткани больного. Недостаток кожи как органа-мишени генной терапии заключается в том, что это берьерная ткань, принципиально построенная таким образом, чтобы предотвращать попадание в организм чужерожных нуклеиновых кислот в форме вирусов или других патогенных агентов.

принципы генотерапии и ее современные успехи

Однако если это и может служить препятствием к развитию генной терапии in vivo, то, благодаря новым разработкам в области липосомных технологий и других методик чрезкожного введения макромолекул, его будет возможно преодолеть. При методиках ex vivo должна быть выполнена биопсия кожи, затем выращены и размножены в культуре кератиноциты и фибробласты, после чего их необходимо обработать агентом генной терапии, а затем пересадить или инъецировать пациенту обратно. Кожа — хорошая органная система для обоих этих подходов, так как она хорошо доступна для аппликации in vivo. Кроме того, биопсию кожи можно легко выполнить, и клеточные культуры, и пересаженные кератиноциты могут быть адаптированы для ex vivo генной терапии.

Для лечения чешуйчатого ихтиоза и рецессивных форм буллезного эпидермолиза были разработаны методы замещающей генной терапии. Они в основном основаны на экспрессирующейся нормальной комплиментарной ДНК, кодирующей ген интереса, адаптированный от вирусов, способных встраивать свой геном в человеческую ДНК в стабильном состоянии. Поэтому такие вирусные векторы могут приводить к длительной стабильной экспрессии замещающего гена. В ранних исследованиях предпочитали использовать ретровирусные или аденоассоциированные вирусные векторы, но это было связано с множеством ограничений. Например, ретровирусы «заражают» только делящиеся клетки и поэтому не могут достичь стволовых клеток; следовательно, генная экспрессия быстро теряется из-за смены эпидермиса при дифференцировке кератиноцитов. Лентивирусные векторы, выделенные из коротких интегрирующихся последовательностей, имеют преимущество стабильной передачи гена как делящимся, так и неделящимся клеткам с эффективностью, близкой к 100% и при низком числе копий.

На сегодняшний день это векторы выбора, однако связанные с ними проблемы заключаются в том, что их предпочтительные сайты интеграции в человеческий геном в настоящее время плохо определены, что, в свою очередь, вызывает опасения за их безопасность. Тем не менее при разработке и тестировании множества векторов в будущем станет ясно, какие из них эффективны и безопасны для использования у человека. В перспективе, как для всех лекарств, опыты на животных могут играть только роль проводника, так как человеческий геном достаточно сильно отличается и может отреагировать на интеграцию ДНК по-другому, поэтому фазы I, II и III клинических испытаний должны быть в дальнейшем адаптированы для лучшего определения эффективности и безопасности. Сейчас проходят маломасштабные клинические испытания для узлового буллезного эпидермолиза, другие исследования планируются для многих других генетических дерматозов, с концентрацией внимания, главным образом, на более тяжелых рецессивных состояниях.

После открытия пути ингибирования РНК у человека лечению доминантно-негативных расстройств стали уделять больше внимания. Этому способствовало и то, что синтетические двуцепочечные молекулы РНК от 19 до 22 н.п., известные как короткие ингибиторные РНК (siRNA), могут эффективно подавлять экспрессию человеческих генов специфично для определенных последовательностей и заранее заданным образом. В настоящее время большое внимание сфокусировано на развитии siRNA-ингибиторов к селективным молчащим мутантным аллелям при доминантно-негативных генетических заболеваниях, таких как кератиновые заболевания, простой буллезный эпидермолиз или врожденная пахионихия.

Поскольку siRNA легко могут быть направлены против многих разных последовательностей мРНК и так как они являются более мелкими молекулами, чем векторы генной терапии, эта новая, быстро развивающаяся технология заполняет промежуток между терапией мелкими молекулами и генной терапией. Значительный прогресс был в довольно короткие сроки достигнут в области врожденной паранихии. Вслед за разработкой методики генов-репортеров, позволяющих быстро скринировать множество разных видов миРНК, выявлены два вида миРНК, способные специфично и эффективно подавлять иРНК мутантного кератина К6а, отличающегося от дикого типа иРНК только одним нуклеотидом. То есть эти миРНК представляют собой аллелеспецифические инструменты подавления транскрипции генов.

После серии доклинических исследований in vitro и на животных моделях для доказательства ее эффективности, миРНК, специфичная по отношению к мутации К6а, была произведена в соответствии со стандартами Правил организации производства и контроля качества лекарственных средств. Было продемонстрировано, что эта миРНК имеет безупречный профиль токсичности у мышей, свойсвенный низкомолекулярным препаратам. Это способствовало тому, что FDA вскоре одобрили проведение клинического испытания в рамках двойной слепой split body phse у одного волонтера, страдающего врожденной паранихией. Испытание оказалось успешным: было продемонстрировано значимое клиническое улучшение по ряду объективных критериев. Это исследование, финансированное организацией защиты пациентов «PC project» (Проект «Врожденная паранихия»), стало первым клиническим испытанием человеческой миРНК при помощи методики сайленсинга гена, специфичного по отношению к мутации, и только пятым испытанием миРНК у человека в целом.

Эта стратегия персонализированной медицины дает надежду пациентам с инкурабельными доминантными генодерматозами. Дальнейшие испытания миРНК при простом буллезном эпидермолизе сегодня находятся в стадии разработки.

- Рекомендуем далее ознакомиться со статьей "Расовые и этнические особенности кожи"

Оглавление темы "Генетика болезней кожи.":