В новом методе лечения синдрома Альпорта используются антисмысловые олигонуклеотиды
Рисунок 1: Механизм действия экзон-пропускающей терапии. Предоставлено: Университет Кобе.

Многонациональная исследовательская группа преуспела в разработке пропускаемой терапии с использованием нуклеиновых кислот для лечения синдрома Альпорта, неизлечимого заболевания почек, которое может прогрессировать до почечной недостаточности. Было установлено, что мыши с модельной болезнью полностью реагируют на лечение. Результаты были опубликованы в Nature Communications 2 июня 2020 года.

Синдром Альпорта (AS) является вторым наиболее часто встречающимся наследственным заболеванием почек после аутосомно-доминантного поликистозного заболевания почек (ADPKD). На каждые 5000–10 000 человек приходится один случай синдрома Альпорта. Он характеризуется потерей слуха, нарушениями зрения и заболеваниями почек, часто прогрессирующими до терминальной стадии заболевания почек (ESKD). Синдром Альпорта делится на три группы в зависимости от того, как он наследуется; Х-сцепленная АС, аутосомно-рецессивная АС и аутосомно-доминантная АС, примерно в 80% случаев это Х-сцепленный синдром Альпорта (XLAS). Хотя пациенты мужского пола с XLAS, вероятно, имеют тяжелые симптомы, и около 90% из них испытывают терминальную стадию почечной недостаточности к 40 годам, специализированного лечения синдрома Альпорта до сих пор не существует. XLAS развивается из-за мутаций в гене COL4A5, который кодирует α5-цепь коллагена типа IV, и нет никакой экспрессии α5 (IV) белков в почках пациентов мужского пола с этой формой заболевания.

У пациентов мужского пола XLAS с тяжелыми мутациями (такими как нонсенс-мутации) в гене COL4A5 почечная недостаточность развивается на 15 лет раньше, чем у пациентов с незначительными мутациями (такими как миссенс-мутации). Другими словами, считается, что если бы серьезные мутации могли быть заменены на незначительные мутации, это сделало бы симптомы болезни более мягкими.


Новый метод лечения синдрома Альпорта использует антисмысловые олигонуклеотиды
Рисунок 2: Влияние экзон-пропускающей терапии на уровень белка в моче. Предоставлено: Университет Кобе.

Исследовательская группа приступила к разработке процедуры пропуска экзонов с использованием терапии нуклеиновыми кислотами (антисмысловые олигонуклеотиды/ASO) для замены тяжелых мутаций на второстепенные (рис. 1). В последние годы все большее внимание уделяется терапии ASO, и она успешно применяется для лечения трудноизлечимых наследственных заболеваний, таких как мышечная атрофия позвоночника и мышечная дистрофия Дюшенна.

α5 (IV) являются наиболее важными белками для формирования базальной мембраны клубочков каждой почки. В XLAS имеется мутация в гене COL4A5, который кодирует этот белок, что приводит к аномальной продукции α5 (IV). В частности, тяжелые мутации в COL4A5 (такие как бессмысленные мутации) могут привести к развитию ESKD, когда пациенту более 20 лет.

Однако предыдущее исследование профессора проекта Nozu et al. показал, что почечная недостаточность была отсрочена на десять лет, когда число удалений оснований было кратно трем (внутрикадровая мутация). Это побудило исследователей изучить возможность уменьшения симптомов с помощью ASO-опосредованной терапии пропуска экзонов, чтобы заменить тяжелые мутации на незначительные мутации (мутация в кадре).


Новый метод лечения синдрома Альпорта использует антисмысловые олигонуклеотиды
Рисунок 3: Влияние экзон-пропускающей терапии на функцию почек. Предоставлено: Университет Кобе.

Большинство экзонов, составляющих COL4A5, случайный ген для синдрома Альпорта, имеют ряд оснований, кратных 3. Поэтому, если есть бессмысленная мутация, ее можно заменить на кадровая (кратная 3) мутация путем удаления мутированных экзонов во время сплайсинга.

На рисунке 1 показан механизм действия пропуска экзонов в ASO. В случаях бессмысленной мутации мутация остается в РНК-мессенджере (мРНК), что приводит к образованию дефектных белков. Следовательно, белки α5 (IV) не экспрессируются в почках (как показано слева на рисунке 1, зеленый сигнал, который указывает на присутствие белков α5 (IV), не виден). С другой стороны, при ASO-опосредованной терапии пропуска экзонов ASO связывается с сайтами Exonic Splicing Enhancer (ESE), блокируя связывание белков SR с экзонами на стадии пре-мРНК. Связывание с белком SR является важным процессом для распознавания экзона, и если процесс блокируется, это означает, что пропуск экзона может быть вызван. Следовательно, была получена мРНК (справа внизу на рисунке 1) без бессмысленной мутации. Когда эта терапия была протестирована на модельных мышах с бессмысленными мутациями в COL4A5, экспрессия белка α5 (IV) была обнаружена в почках (зеленый сигнал в правом нижнем углу рисунка 1).

Сравнение результатов для группы, получавшей ASO, и группы, получавшей носитель, для модельных мышей. Мыши, получавшие лечение ASO, имели более низкие уровни белка в моче, чем группа-носитель, и почечная недостаточность (на основе уровня креатинина в сыворотке) была подавлена ​​(фиг.3). Исследователям также удалось значительно продлить продолжительность жизни с помощью этой терапии (рис. 4). В дополнение к этим результатам, микроскопическое исследование тканей почек показало, что они смогли значительно подавить прогрессирование повреждения почек.

Новый метод лечения синдрома Альпорта использует антисмысловые олигонуклеотиды
Рисунок 4: Увеличение продолжительности жизни с помощью пропуска экзонов. Предоставлено: Университет Кобе.

Вышеуказанные результаты показали, что мыши с моделью синдрома Альпорта с тяжелыми генетическими мутациями были полностью чувствительны к пропускающей экзон терапии.

Будут продолжены эксперименты с использованием животной модели для определения дозировки и оценки безопасности препарата. После завершения этой оценки планируется начать клинические испытания на пациентах.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *