Исследователи Научного центра трансляционной медицины Научно-технологического университета «Сириус» нашли способ двукратного повышения эффективности генной терапии на основе вектора AAV9 — безопасного вируса-«курьера», доставляющего лечебные гены в клетки. Новый метод производства вирусных частиц позволит использовать меньшие дозы препаратов для лечения заболеваний нервной и мышечной систем, что критически важно для снижения побочных эффектов и стоимости терапии. Результаты исследования опубликованы в международном журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology и поданы на патентование.
В основе разработки лежит изменение стандартного способа сборки вирусных частиц. Обычно оболочка вируса AAV9 состоит из трёх типов белков в строго определённой пропорции. Два из них — VP1 и VP2 — отвечают за то, чтобы вирус успешно проник внутрь клетки и доставил лекарство к ядру. Белок VP3 представляет собой оболочку вируса. Он формирует саму сферу, которая защищает генетический материал.
Проблема традиционного метода производства состоит в том, что природа жёстко ограничивает количество белков VP1 и VP2, расположенных внутри вирусной оболочки. В естественных условиях их всегда меньше, чем нужно для достижения максимальной эффективности лекарственного средства. Учёные Центра трансляционной медицины нашли способ обойти это ограничение. Специалисты добавили в смесь для выращивания вирусов дополнительный, четвёртый, генетический элемент. Это позволило увеличить количество белков VP1 и VP2 внутри оболочки, сделав всю систему вектора более продуктивной.
Эффективность нового метода проверялась в лабораторных условиях на культуре клеток человека. Такие эксперименты являются обязательным этапом перед организацией испытаний на животных и людях. Они позволяют точно оценить, как препарат работает на уровне отдельных клеток, не прибегая к сложным клиническим тестам. Лабораторные тесты показали, что новые вирусные частицы проникают в клетки в 1,9–2,1 раза эффективнее обычных. При этом сама форма и размер вирусов не изменились, что говорит о стабильности новой конструкции.
«Предложенный метод наработки не требует закупки дорогостоящего оборудования или полной перестройки производственных линий. Для изменения стехиометрии капсида достаточно лишь изменить соотношение плазмид в трансфекционной смеси. Поэтому переход фармацевтических компаний на новую технологию не должен вызвать затруднений», — пояснил первый автор исследования, выпускник магистратуры Научно-технологического университета «Сириус», а теперь младший научный сотрудник Научного центра трансляционной медицины Максим Ефремов.
Сегодня в мире более ста препаратов на основе AAV проходят клинические испытания, семь уже одобрены государственными регуляторами. Однако существующие векторы требуют высоких доз, что повышает риск иммунных реакций и токсичности. Повышение эффективности доставки генов означает, что для достижения терапевтического эффекта можно использовать меньшую дозу вируса. А значит, снизить побочные эффекты и стоимость лечения. Предложенный метод почти не отличается от стандартного промышленного протокола, поэтому его относительно легко масштабировать и внедрить в производство.
Кроме того, подход позволяет модифицировать один белок без изменения структуры другого, что открывает возможности для прикрепления к вирусу специальных меток, которые будут направлять препарат строго к больным клеткам, не затрагивая здоровые ткани. Далее учёные планируют масштабировать технологию и протестировать её на моделях заболеваний сетчатки глаза и нервной системы. Исследование — часть масштабного проекта «Разработка генотерапевтических продуктов для лечения наследственных ретинопатий и нейропатий» научной группы направления «Генная терапия» под руководством Александра Карабельского.
Автор: Денис Новиков