Американські науковці показали, що генною терапією можна покращити слух у мишей із мутацією, що в людей відповідальна за приблизно 16 відсотків генетично зумовленої глухоти. Щоб цього досягти, вони розділили на фрагменти великий ген, який прагнули внести в клітини тварин, та доставили його до клітин двома різними вірусними векторами. Дослідження оприлюднене в журналі Science Advances.
Getty
Чому саме генну терапію досліджували проти глухоти?
Понад 450 мільйонів людей у всьому світі страждають від вад слуху. Глухота може настати з різних причин, зокрема через травми та захворювання, але значна частина цих людей постраждала через генетичні особливості. Дослідження вказують, що до 16 відсотків випадків генетично спричиненої глухоти припадає на мутацію в гені STRC, який кодує білок стереоцилін.
Для нормального слуху важливо, щоб кінчики волоскових клітин внутрішнього вуха мали контакт із покривною мембраною. Тоді внаслідок звукових хвиль мембрана зміщується та подразнює волоскові клітини, які відтак сприятимуть передачі відповідного сигналу до мозку, що сприйматиметься людиною як звук. А стереоцилін допомагає мікроворсинкам підтримувати цей контакт із покривною мембраною. При мутації у гені стереоциліну контакт порушується, волоскові клітини не подразнюються як слід, що проявляється вадами слуху. Прагнучи допомогти таким пацієнтам, група науковців із Бостонської дитячої лікарні вирішила випробувати потенціал генної терапії.
Яким чином випробовували генну терапію проти вади слуху?
Для перевірки можливості лікувати глухоту виправленням гену, науковці провели перші дослідження на тваринних моделях — мишах із мутацією в гені Strc, відповідною до такої у людей. Вчені хотіли внести в клітини цих мишей правильний варіант гену, для доставлення якого створили аденоасоційовані віруси, націлені на волоскові клітини внутрішнього вуха. Але оскільки нуклеотидна послідовність гену Strc надто велика, щоб її помістити в один вірус, було вирішено його розділити на дві частини, помістивши їх у різні віруси та додавши до них послідовність, що сприятиме об'єднанню фрагментів білка в клітині у повноцінний стереоцилін. Далі дослідники ввели в організм новонароджених мишей шляхом ін'єкції у їхні внутрішні вуха обидва аденоасоційовані вектори, або ж лише один із них, для контролю.
Що стало з мишами після генної терапії?
Гістологічне вивчення тканин внутрішнього вуха мишей показало, що у контрольних тварин немає стереоциліну у волоскових клітинах. Натомість у мишей, що отримали подвійний вектор, білок був присутній. Пучки мікроворсинок волоскових клітин у цих тварин через 4-12 тижнів теж стали подібними до таких у генетично здорових мишей: 64 відсотків із них були добре організовані та пов'язані одне з одним, тоді як у контрольних мікроворсинки були не згруповані, не здатні нормально підтримувати контакт із покривною мембраною.
Мікроворсинки мишей із мутацією в гені Strc, які пройшли двовекторну генну терапію (справа) або ж ні (зліва). Carl Nist-Lund, Holt / Géléoc Lab, Boston Children’s Hospital
Тестування мишей показало, що після ін'єкції подвійним вектором у половини піддослідних покращилася чутливість слуху і вони змогли розрізняти ширший діапазон звуків. При цьому у частини тварин показники слуху прирівнялися до таких у здорових.
Показники слуху у здорових тварин (чорний), тварин із мутацією (червоний) та тварин із мутацією, які пройшли двовекторну генну терапію (зелений). Olga Shubina-Oleinik et al. / Science Advances, 2021
Науковці задоволені попередніми отриманими результатами, зокрема підтвердженням життєздатності їхньої ідеї із розділенням гену у два вектори, однак вказують і на обмеження, які доведеться обійти в наступних дослідженнях. Приміром, через те, що ін'єкцію здійснювали новонародженим мишам, незрозуміло, чи так само вона спрацює у дорослих.