Ученые из Техаса и Калифорнии создали первую генную терапию, которая ликвидирует поломки в Х-хромосоме, связанные с развитием тяжелых форм аутизма, и успешно проверили ее на мышах. Их выводы были опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.
«Лекарства от аутизма пока не существует. Многие перспективные препараты, воздействующие на белки, связанные с его развитием, провалились в клинических испытаниях. Нам впервые удалось поменять структуру одного из «генов аутизма» и добиться исчезновения некоторых его симптомов», — заявил Хе-ён Ли (Hye Young Lee) из университета Техаса в Остине (США).
По данным органов здравоохранения США, расстройства аутистического спектра встречаются у одного из 68 детей в мире. По данным ВОЗ, ежегодно число детей с аутизмом увеличивается на 13%. За последние годы ученые открыли десятки генов, связанных с аутизмом, однако мутации в них не могут полностью объяснить ни одного случая развития этой болезни в целом и ее отдельных симптомов в частности.
Большое число генетических факторов, задействованных в развитии разных форм аутизма, а также предположительный экологический и даже бактериальный компонент этой болезни, как рассказывает Ли, мешал ученым создать лекарство, подавляющее подобные проблемы, исправляя работу нервных клеток на химическом уровне.
Ли и его команда попытались решить эту проблему с другой стороны, пытаясь заменить неудачные версии «генов аутизма» на такие их вариации, которые встречаются у здоровых людей. Для проверки этой идеи ученые избрали одну из самых тяжелых и хорошо изученных форм аутизма, связанную с так называемым синдромом «ломкой Х-хромосомы».
Его носители имеют необычный внешний вид и часто страдают от аутизма по той причине, что в гене FMR1, управляющем развитием связей между нейронами, появляются лишние «буквы» ДНК. В результате этого клетка начинает заметно реже его считывать, что приводит к массе поведенческих нарушений.
Починка этого участка ДНК, как объясняет Ли, осложнена тем, что пока биологам не удалось создать достаточно безопасный ретровирус, который бы мог доставить компоненты системы редактирования ДНК в клетки мозга в «нужном» количестве» и не вызвал бы массовых воспалений и прочих смертельно опасных осложнений.
Биологи из Техаса и Калифорнии решили эту проблему, «приклеив» все части популярного геномного редактора CRISPR/Cas9 – фермент Cas9, новые копии гена и шаблоны вырезаемой поврежденной версии этого участка ДНК — к наночастицам из золота и упаковав их в «шубу» из полимеров.
Как показали опыты на мышах и крысах, страдавших от синдрома ломкой Х-хромосомы, подобные наночастицы хорошо проникают в нейроны мозга взрослых и молодых грызунов, редактируют их ДНК и при этом не вызывают мощной иммунной реакции, как ретровирусы.
Через несколько дней после инъекции этой генной терапии, как отмечает Ли, мыши начали проявлять гораздо меньше признаков аутистичного поведения. К примеру, они стали намного реже исполнять «машинальные» повторяющиеся действия, постоянно закапывая и откапывая еду без определенной на то необходимости, или бесцельно прыгать по клетке по одному и тому же маршруту.
Успешное завершение этих экспериментов, как отмечает Ли, побудило его команду приступить к разработке других версий генной терапии, направленной на борьбу с аутизмом, и созданию новой версии текущей вакцины, которую можно было бы вводить не напрямую в мозг, а через спинномозговую жидкость.
