Биологи научились избирательно отключать ген, связанный с развитием «коровьего бешенства» и других смертельно опасных прионных заболеваний. Инъекции такого препарата в мозг мышей позволили им выжить, тогда как животные, не получавшие лечения, погибли все до одного.
©Food Safety Network
«Заразные» белки-прионы вызывают редкие, но смертельно опасные заболевания, включая знаменитое «коровье бешенство». Лечения для них пока не существует, однако надежду на это дает новая работа американских ученых из Sangamo Therapeutics и Института Броуда. Они научились отключать ген белка, на который действуют прионы, у живых мышей. Такие животные оказались устойчивы к прионам, а некоторые и вовсе излечились от болезни. Доклад об этом прозвучал на 26-й ежегодной встрече Американского общества генной и клеточной терапии (ASGCT).
Прионы — особые инфекционные агенты, белки с аномальной «упаковкой», которые заставляют нормальные белки менять свою форму, превращаясь в новые прионы. Прион может возникать спонтанно, или из-за мутации в кодирующем белок гене, или попадает в организм случайно — например, с пищей. Здесь он запускает цепную реакцию, которая приводит к накоплению неправильно свернутых молекул и массовой гибели клеток. Так развиваются некоторые смертельные и пока неизлечимые болезни, включая «коровье бешенство» и куру.
Все эти болезни — трансмиссивные губчатые энцефалопатии — связаны с разрушением нервной ткани и вызываются аномалиями в структуре белка PrP, который кодируется геном PRNP. Нормальная функция этого белка неизвестна и, возможно, не слишком важна. Существуют проекты по выведению сельскохозяйственных животных с полностью отключенным PRNP. Они не демонстрируют заметных отклонений и при этом оказываются невосприимчивы к действию прионов: белка PrP в их нейронах попросту нет.
Неудивительно, что поиски лечения прионных болезней сфокусированы на гене PRNP. О первых таких успехах объявили недавно ученые из компании Sangamo Therapeutics, которая специализируется на методах генной терапии, и Института Броуда — крупного исследовательского центра при Гарвардском университете и Массачусетском технологическом институте (MIT), ранее прославившегося созданием технологии генной модификации CRISPR.
Для начала Джейсон Фонтено (Jason Fontenot) и его коллеги получили белок ZF-R, способный избирательно связываться с определенным участком ДНК, контролирующим активность гена PRNP у мышей, и отключали его. ZF-R поместили в аденоассоциированный вирус (AAV), который модифицировали таким образом, чтобы тот целенаправленно проникал в нейроны, доставляя нужный белок внутрь. Проверив систему AAV-ZF-R на клеточной культуре нейронов, ученые подтвердили, что она эффективно блокирует синтез PrP.
Далее ее испытали на мышах, заранее зараженных прионом (PrPSc). У животных контрольной группы, не получавших AAV-ZF-R, патологические накопления белков развивались примерно через 60 дней после контакта с прионом, через 120 дней становились заметны симптомы губчатой энцефалопатии, а через 160 дней они все были мертвы. Животным в опытных группах экспериментальное лекарство вводили в мозг на 60-й либо на 120-й день после контакта с прионом. Десять из 19 таких мышей прожили дольше 360 дней после заражения, а пять — более 500 дней. Их вскрытие показало, что под влиянием AAV-ZF-R накопление белковых бляшек прекращается.
Теперь ученые планируют провести аналогичную работу для человека, создав белок, блокирующий ген PRNP и вирус, доставляющий его в нейроны. Возможно, в будущем такая система позволит останавливать прионные болезни, которые пока остаются неизлечимыми и смертельно опасными.
