Исследователи Научного центра трансляционной медицины Научно-технологического университета «Сириус» работают над созданием передовой технологии генной терапии наследственных заболеваний. Ученые создают новый класс препаратов, который можно будет использовать для персонализированного редактирования определенных мутаций. В качестве модельного заболевания ученые выбрали гемофилию Б — болезнь, при которой у человека из-за наследственных мутаций в генах не работает один из двух факторов свертывания крови. Новые стратегии лечения гемофилии Б позволят существенно снизить стоимость лечения, продлить и улучшить качество жизни пациентов. Данная технология поможет ученым создать серию прототипов новых уникальных генно-терапевтических препаратов для терапии других наследственных заболеваний, вызванных мутацией генов.
История борьбы с гемофилией началась давно. Людям переливали кровь, выделяли факторы свертываемости из крови животных и вводили их больному человеку. Такие подходы к терапии сопровождались значительным риском. Сделать шаг вперед в поиске средства для терапии помогло развитие технологии рекомбинантной ДНК в конце XX века. Ученые получили возможность производить генно-инженерные формы неработающих факторов. Но и этот подход обладал рядом серьезных недостатков, например, инъекции необходимо было делать регулярно на протяжении всей жизни человека. Современные генно-терапевтические препараты способны излечить пациента при помощи только одной инъекции. Однако, подобный препарат чрезвычайно дорог. Помимо этого, технология молодая и неизвестно, действительно ли внесенные изменения в генетический код клеток больного сохранятся на всю жизнь. Также, оказалось, что использование вирусных векторов для доставки генов приводит к тому, что иммунитет «запоминает” их и, в случае необходимости повторной инъекции, иммунные клетки атакуют уже само лекарство.
Разрабатываемый учеными направления «Генная терапия» Научно-технологического университета «Сириус» терапевтический подход призван решить проблемы используемых ранее подходов в терапии гемофилии Б. В существующих препаратах на замену гена, содержащего мутации, с помощью вирусных векторов доставляют его здоровую копию. Исследователи «Сириуса» вместо вирусных векторов используют липосомные наночастицы. В них помещают генетические элементы, в том числе систему редактирования ДНК, основанные на технологиях prime editing и base editing. Они позволяют безопасно корректировать генетическую информацию и обеспечить долгосрочный терапевтический эффект. Подобная система редактирования способна вносить точечные, таргетные правки величиной всего в один нуклеотид. С каждым годом эффективность таких технологий растет.
Разработанный комплекс для редактирования ученые проверяют как in vitro на модельных клеточных культурах и клетках, полученных от больных, так и in vivo на модельных нокаутных мышах с гемофилией Б. Безопасность подобных невирусных систем с точки зрения иммуногенности — способности вызвать иммунный ответ у больного, уже доказана исследованиями, проведенными при испытаниях этой технологии во время создания вакцин против SARS-CoV2. Одна из задач масштабного исследования — убедиться в эффективности генного редактирования, а также продолжительности его терапевтического действия. Ученые сравнят эффективность исследуемого подхода с аналогичной классической генной терапией с использованием аденоассоциированных вирусов (AAV).
«В то время, как разработка подобных генно-терапевтических препаратов это нелегкий, трудоемкий и дорогой процесс, необходимо помнить о том, что они способны не только сэкономить огромные суммы денег системе здравоохранения, но и значительно облегчить и продлить жизнь пациентов, а также повысить ее качество. Например, в то время, как стоимость одной дозы генно-терапевтического препарата Hemgenix составляет, на первый взгляд огромную сумму, 3.5 миллиона долларов, его использование может сэкономить от 5 до 5.8 миллионов долларов на пациента. Учитывая космическую скорость прогресса в области биомедицинских технологий за последние 15 лет, не оставляет сомнений, что процесс разработки подобных терапий в скором будущем будет оптимизирован, ускорен и станет более экономичным и доступным», — прокомментировала Екатерина Минская, главный научный сотрудник направления «Генная терапия» Центра трансляционной медицины Университета «Сириус».
Итогом работы станут альтернативные стратегии лечения гемофилии Б и прототипы новых уникальных генно-терапевтических препаратов. Проект будет реализован в рамках Государственной программы научно-технологического развития федеральной территории «Сириус». Научно-технологический университет «Сириус» приглашает российских исследователей присоединиться к научной команде для реализации этого масштабного исследования. В проекте примут участие и магистранты программы «Молекулярная медицина» и аспиранты программы «Молекулярная биология». С первых дней студенты вовлечены в передовые проекты университета под руководством наставников - выдающихся экспертов и ученых.