2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-05-20 22:44
PITTSBURGH, 25. oktoober – Pittsburghi ülikooli uurijad on esimest korda kasutanud geeniteraapiat, et eduk alt ravida südamepuudulikkust ja muid degeneratiivseid lihasprobleeme loommudelil, mis on geneetiliselt vastuvõtlik inimese lihasdüstroofiale. Autorid väidavad ajakirja Circulation 25. oktoobri väljaandes, et see on esimene edukas katse toimetada terapeutiline geen kogu kehasse.
"Varasemad lihaste süsteemse geeniteraapia katsed ei ole olnud kuigi tõhusad, sest veresoonte kapillaarid toimivad sarnaselt sääsevõrguga, blokeerides geeniravimitel lihasrakkudeni jõudmise. Õnneks leidsime viiruse, mis on piisav alt väike ja salakaval, et sellest võrgust läbi pääseda ja terapeutiline geen nii skeleti- kui ka südamelihasrakkudesse toimetada," ütles juhtivautor Xiao Xiao, Ph. D., ortopeedilise kirurgia dotsent Pittsburghi ülikooli meditsiinikoolis.
Viirust, mida dr Xiao ja tema kolleegid korrigeeriva geeni kohaletoimetamiseks kasutasid, tuntakse adeno-assotsieerunud viirusena ehk AAV-na, mis on suhteliselt väikeste viiruste klass, mis ei põhjusta ühtegi teadaolevat haigust. Varasemates uuringutes leidis dr Xiao töörühm, et AAV otsene intramuskulaarne süstimine oli tõhus geeni ülekandmisel lihasrakkudesse süstekoha ümber üsna laial alal. Kuid selleks, et geeniteraapia ravi oleks edukas, eriti lihasdüstroofiate korral, kus paljud elundid ja koed on kogu kehas kahjustatud, ei ole intramuskulaarne süstimine otstarbekas korrigeeriva geeni viimiseks keha rohkem kui 600 lihasrühma.
Hiljuti Dr. Xiao meeskond näitas, et teatud tüüpi AAV, tuntud kui AAV-8, on eriti tõhus kapillaarbarjääri läbimisel, muutes selle heaks kandidaadiks kogu keha geenide kohaletoimetamiseks. Selles uuringus testisid nad AAV-8 inimese lihasdüstroofia loommudelil, mida nimetatakse jäsemete vöö lihasdüstroofiaks või LGMD-ks. Inimese LGMD puhul põhjustavad delta-sarkoglükaanina tuntud lihasraku membraani valgu defektid lihaste tõsist kahjustust ja nõrkust, eriti puusade ja õlgade piirkonnas – sellest ka nimetus "jäsemete vöö" -, aga ka südames. Sarnaselt inimestele on selle konkreetse delta-sarkoglükaani geenidefektiga hamstritel tõsine lihaste kurnatus ja nõrkus ning südame- ja hingamispuudulikkuse tõttu oluliselt lühenenud eluiga.
Pärast delta-sarkoglükaani geeni normaalset koopiat kandva väga suure annuse AAV-8 intravenoosset süstimist 10-päevastele ja täiskasvanud LGMD hamstritele leidsid dr Xiao ja tema kolleegid, et see oli süsteemselt inkorporeeritud. mõlema rühma skeleti-, diafragma- ja südamelihasrakkudesse. Veelgi olulisem on see, et nii vastsündinud kui ka täiskasvanud hamstrite südame- ja kopsulihasrakud suutsid peaaegu aasta hiljem ekspresseerida normaalset valku. Mõlema rühma lihasrakkudes toimus ka dramaatiline biokeemiline ja struktuurne paranemine.
Sellega kaasnes märgatav alt paranenud skeleti- ja südamelihaste funktsioon. Tõepoolest, vastsündinud ravitud hamstrite südamed olid täiesti normaalsed, kui neid uuriti kaheksa ja pool kuud pärast geeniteraapiat. Täiskasvanud hamstrite südamelihase struktuur paranes oluliselt. Seevastu ravimata hamstritel esinesid lisaks sekundaarsetele südamepuudulikkuse sümptomitele, nagu maksaprobleemid, kopsude turse ja vedeliku tugev kogunemine rinnus ja kõhuõõnsustes, tõsised südame struktuuri- ja koehäired.
Võib-olla veelgi muljetavaldavam oli ravitud hamstrite vastupidavuse ja eluea paranemine võrreldes ravimata hamstritega. AAV-8-ga töödeldud hamstrid suutsid joosta sama distantsi kui tavalised hamstrid enne väsitamist ja palju kauem kui ravimata LGMD hamstrid. Lisaks surid kõik ravimata LGMD loomad umbes 37 nädala pärast südamepuudulikkuse või muude lihasdüstroofia tüsistuste tõttu, samas kui kõik AAV-8-ga ravitud LGMD hamstrid jäid ellu pärast uuringu 48-nädalast kestust.
"Eksperimenti alustades eeldasime, et ravi on tõhus. Siiski ei osanud me kunagi ette kujutada, et see oleks nii tõhus, eriti selle mutatsiooni põhjustatud südamekahjustuste eest kaitsmisel või nende tagasipööramisel ja eluea pikendamisel.,” selgitas dr Tong Zhu, M. D., Ph. D., ortopeedilise kirurgia osakonna teadur ja uuringu esimene autor. "Tegelikult, kui see uuring inimestega tehtud kliinilistes uuringutes paika peab, võib sellel olla sügav mõju südamepuudulikkuse ravile."
Dr. Xiao hoiatas siiski, et selle ravi inimeste kliinilised uuringud seisavad silmitsi mitme suure väljakutsega. Eelkõige on see, et tõhusaks raviks on vaja süstida suures koguses viirust, et seda oleks piisav alt, et jõuda iga lihasrakuni. Kuna 30–40 protsendil elanikkonnast on inimese AAV-de vastaseid antikehi, on alati võimalus, et peremeesorganismi immuunvastus võib selle geeniteraapia vormi tõhusust nõrgendada. Dr Xiao on siiski optimistlik, et see nii ei ole.
"Selles uuringus kasutatud AAV-8 isoleeriti ahvidelt, seega loodame väga, et see suudab geenid kohale toimetada enne, kui inimese immuunsüsteem hakkab tootma selle blokeerimiseks antikehi. Lisaks kasutasime viiruse lihasspetsiifiline promootor, mis peaks samuti vähendama geeniprodukti vastase võimaliku immuunvastuse riski. Tegelikult ei leidnud me hamstritel mingit immuunvastust inimese delta-sarkoglükaani valgu suhtes, mida kodeeris AAV vektor selle promootori kontrolli all," selgitas ta.
Lisaks Drs. Xiao ja Zhu, selle uuringu teised autorid on: Liqiao Zhou, V. M. D.; Zhong Wang, M. D., Ph. D.; Chunping Qiao, M. D., Ph. D.; Chunlian Chen, M. D.; ja Juan Li, M. D., Molecular Therapy Laboratory, ortopeedilise kirurgia osakond, ja Satsuki Mori, M. D. ja Charles McTiernan, Ph. D., Cardiovascular Institute, kõik Pittsburghi ülikooli meditsiinikoolist; ja Daowen Wang, M. D., Ph. D., Tongi haigla kardioloogia osakond, Huazhongi teadus- ja tehnoloogiaülikool, Wuhan, Hiina.
Seda uuringut toetavad riiklike tervishoiuinstituutide stipendiumid ja Hiina loodusteaduste fondi stipendium dr Xiaole ning riiklike tervishoiuinstituutide stipendium dr McTiernanile.
