Университет «Сириус»

Разработка технологии AAV-опосредованной доставки компонента электронтранспортной цепи (ND4) в ганглиозные клетки сетчатки для лечения нейропатии Лебера (LHON)

О проекте

Проект предполагает разработку AAV-векторов с экспрессионными кассетами, кодирующими ген компонента электрон-транспортной цепи митохондрий, мутация в котором приводит к манифестации нейропатии Лебера.

Исследования включают в себя подбор и модификацию серотипов AAV, оценку специфичности экспрессии после трансдукции, подбор условий культивирования для получения вектора в достаточном титре, масштабирование процессов культивирования и очистки AAV, оценку наличия в клеточных моделях и тканях животных функционирующих копий рекомбинантных белков, локализованных в физиологичных компартментах митохондрий и оценку профиля безопасности продукта в предполагаемых терапевтических дозах.

Руководитель

Александр Владимирович Карабельский

Александр Владимирович Карабельский

Кандидат биологических наук, руководитель направления «Генная терапия» Научного центра трансляционной медицины Научно-технологического университета «Сириус»

Актуальность проекта

Генетически обусловленные заболевания зрения приводят ежегодно к потере около 1000 трудоспособных лет жизни населения России, страданиям сотен наших сограждан и около 200 млн. руб. недополученного ВВП в год.

Многие из генов, мутации в которых вызывают наследственные заболевания сетчатки, кодируют белки, которые необходимы для нормального восприятия света в фоторецепторных клетках и прохождения ретиноидного цикла в пигментном эпителии сетчатки. Существует специфический тип клеток нейрального происхождения, нарушение функционирования которого также обуславливает манифестацию наследственных заболеваний зрения – ганглиозные клетки сетчатки.

Наследственная оптическая нейропатия Лебера (LHON) – наследственная генетическая атрофия зрительного нерва – является одной из наиболее частых и серьезных причин необратимой слепоты и инвалидизации в трудоспособном возрасте в развитых странах.

Мутации митохондриального генома приводят к аминокислотным заменам в основном в генах участников комплекса I электрон-транспортной цепи митохондрий (в частности – ND4), что вызывает гибель ганглиозных клеток сетчатки и их аксонов, составляющих зрительный нерв, что приводит к потере центрального зрения и слепоте.

Аденоассоциированные вирусные векторы (AAV), кодирующие элементы цикла фототрансдукции, – это принципиально новый класс лекарственных средств на основе генетически измененных вирусов, способных специфично доставлять необходимый генетический материал в клетки органа зрения, восстанавливая при этом функцию недостающих молекулярных и клеточных структур.  

Научная и практическая значимость проекта

На сегодняшний день в клинической практике не существует эффективной патогенетической терапии данной группы заболеваний, а перспективные методы лечения находятся на разных стадиях доклинических и клинических исследований. Данные клинических исследований (NCT01267422, NCT03153293, NCT03293524, NCT02161380) генотерапевтических продуктов на основе AAV векторов описывают отсутствие в 3-х летний период наблюдения серьезных побочных эффектов, ни глазных, ни общесоматических. Улучшаются такие показатели, как: острота зрения (BCVA), поля зрения, толщина слоя нервных волокон сетчатки и зрительные вызванные потенциалы, по сравнению с исходными показателями до проведения терапии. Это, а также крайне высокий уровень безопасности терапии, приводит к лучшей социальной реабилитации пациентов.

В рамках проекта разрабатывается инновационный лекарственный препарат на основе модифицированного аденоассоциированного вирусного вектора, экспрессирующего гены компонента и регуляторных белков электрон-транспортной цепи митохондрий, который поможет избежать полной потери зрения пациентам c LHON.

Ожидаемые результаты

При генной терапии LHON в клетки реципиента, содержащие мутантный аллель гена MT-ND4, переносится нормальный немутантный аллель. Субъединицы ND4, ND1 и ND2 образуют комплекс I дыхательной цепи митохондрий, а доставка гена ND4 позволит возобновить нормальные физиологические функции митохондрий. Эта замена способна восстановить физиологическую функцию белка, восполнить его роль в клеточном дыхании, тем самым достигая цели лечения LHON. AAV является перспективным вектором для доставки нормального аллеля (дикого типа) гена MT-ND4 в ганглиозные клетки, где он будет эффективно транслироваться.  Под контролем пептида MTS (Mitochondrial Targeting Sequence) белок-предшественник ND4 адресно направляется в надлежащий компартмент митохондрий для выполнения своих биологических функций.

Основным результатом проекта будет являться подтверждение терапевтической эффективности выбранных векторов на животной модели и готовность к проведению полноценных доклинических испытаний инновационного генотерапевтического продукта.

- Разработка технологии создания генотерапевтических лекарственных препаратов с плейотропным эффектом действия для лечения генетически обусловленных ретинопатий

Другие проекты