Генная медицина против атеросклероза
Чтобы уменьшить в крови уровень «плохого» холестерина, нужно отключить ген, который мешает печени его перерабатывать.
Исследователи из Пенсильванского университета пишут в Nature Biotechnology об очередном успехе в развитии генной медицины: с помощью генетических инструментов им удалось понизить уровень «плохого» холестерина в крови. Как известно, липиды вообще и холестерин в частности путешествуют по крови, связанные со специальными белками в так называемые липопротеины. Эти белково-липидные комплексы бывают разные, мы чаще всего слышим про липопротеины высокой плотности («хороший» холестерин) и липопротеины низкой плотности («плохой» холестерин). Плохим его называют потому, что чем больше таких липопротеинов, тем выше вероятность атеросклероза.
В организме есть биохимические системы, которые выводят «плохой» холестерин из крови – главную роль тут играет печень, чьи клетки с помощью своих рецепторов связывают липопротеины низкой плотности и выполняют с ними те или иные манипуляции. Однако у нас есть еще фермент PCSK9, который разрушает рецепторы к липопротеинам. Если фермент слишком активен, то и рецепторов станет слишком мало, а значит, в крови окажется слишком много «плохого» холестерина. Чтобы такого не происходило, в клинике используют вещества, которые связываются с ферментом PCSK9 и снижают его активность. Однако не у всех людей такие методы терапии работают. Можно было бы подействовать не на фермент, а на его ген, но как это сделать?
Джеймс Уилсон (James M. Wilson) и его коллеги воспользовались другим ферментом, принадлежащим группе мегануклеаз. Они есть у архей, бактерий, вирусов, грибов, водорослей и некоторых растений. Мегануклеазы узнают в ДНК определенную последовательность нуклеотидов – генетических «букв», и расщепляют ее там, где узнали. Причем последовательность для узнавания довольно велика, а, как известно чем больше последовательность, тем меньше вероятности, что она встретится в геноме где-то еще. Иными словами, мегануклеазы режут ДНК только в каком-то одном месте. Такой фермент можно взять, например, у бактерий, настроить на нужную серию нуклеотидов в ДНК человека или животного и отправить в клетку.
Именно так и поступили исследователи. Они взяли ДНК, в которой была закодирована мегануклеаза против гена PCSK9, и запаковали ее в модифицированные вирусные частицы – обычное средство адресной доставки генов в клетки (такая же вирусная доставка генного лекарства используется сейчас при лечении гемофилии). Затем вирусные частицы отправили в печень макакам резуса.
В клетках печени ДНК, кодирующая мегануклеазу, должна была освободиться от вирусной оболочки, и по инструкциям, записанным в присланной ДНК, клетки должны были синтезировать лекарственный фермент. Затем мегануклеаза должна была найти и расщепить в собственной клеточной ДНК ген PCSK9, который мешает перерабатывать «плохой» холестерин. Конечно, разрыв в ДНК не остался бы незаделанным, но при ремонте ДНК в ней неизбежно появились бы мутации, так что отремонтированный ген кодировал бы уже неправильный белок, который бы плохо работал или не работал вообще. Все так и оказалось: активность PCSK9 в клетках печени макак упала на 45–84% (в зависимости от дозы генного лекарства), а уровень «плохого» холестерина – на 30–60%. Мегануклеазы портили не все гены PCSK9 во всех клетках: генетический анализ показал, что мутации есть в 40–65% генах; этого оказалось вполне достаточно, чтобы снизить уровень липопротеинов низкой плотности как минимум на треть.
Авторы работы особо подчеркивают, что само генное лекарство довольно быстро переставало работать, что было только плюсом: иммунитет не успевал начать атаку против незнакомого фермента. В продолжительном действии тут нет нужды: мегануклеаза должна просто один раз разрезать нужный ген, а потом от нее самой и от ее ДНК можно избавляться. Конечно, перед клиническими испытаниями тут нужно лишний раз убедиться, что мегануклеаза не режет ничего лишнего и что иммунитет действительно не успевает запустить масштабную войну против чужеродного белка. Однако то, что этот метод успешно опробовали даже не на грызунах, а на обезьянах (пусть и не человекообразных), позволяет надеяться, что те больные, которым не помогают обычные лекарства от атеросклероза, вскоре смогут воспользоваться новой генной терапией.
