Терапия супрессорной тРНК Tevard может предложить новый способ борьбы с нонсенс-мутациями при мышечной дистрофии Дюшенна (МДД), потенциально позволяя клеткам производить полноразмерный дистрофин. Используя модифицированную тРНК, доставляемую с помощью AAV, исследователи стремятся обойти преждевременные стоп-сигналы в гене дистрофина, а не заменять весь ген.
Каким образом нонсенс-мутации вызывают мышечную дистрофию Дюшенна?
Мышечная дистрофия Дюшенна возникает, когда мутации в гене DMD препятствуют выработке мышечными клетками достаточного количества функционального дистрофина — белка, необходимого для поддержания стабильности мышечных волокон.
Один из типов мутаций, известный как нонсенс-мутация, приводит к появлению преждевременного стоп-кодона в генетическом сообщении. Когда рибосома клетки достигает этого аномального стоп-сигнала, производство белка прекращается слишком рано. В результате клетка не может производить нормальный полноразмерный дистрофин.
Это создает особенно интересную терапевтическую мишень: вместо замены огромного гена дистрофина, могут ли исследователи просто научить клетку игнорировать преждевременный стоп-сигнал?
В рамках проекта Tevard Biosciences и в сотрудничестве с научными коллегами исследуется именно эта стратегия.
Как работает супрессорная тРНК-терапия?
Транспортная РНК, или тРНК, обычно помогает клеткам преобразовывать генетические инструкции в белки. Исследователи разработали специальные тРНК, называемые супрессорными тРНК или суп-тРНК, для распознавания специфических преждевременных стоп-кодонов.
Идея довольно проста.
Когда рибосома сталкивается с преждевременным стоп-кодоном, вызывающим заболевание, модифицированная тРНК может вставить аминокислоту и позволить трансляции продолжиться. Затем рибосома может завершить передачу генетического сообщения и произвести полноразмерный белок дистрофин.
Это отличается от подходов, которые вводят укороченный ген дистрофина. Вместо этого, супрессорная тРНК-терапия направлена на то, чтобы позволить собственному гену дистрофина пациента производить полный белок, несмотря на нонсенс-мутацию.
Почему доставка с помощью AAV важна?
Сконструированная супрессорная тРНК доставляется с использованием аденоассоциированного вирусного (ААВ) вектора. В настоящее время активно исследуется возможность использования AAV в качестве средства доставки генетических препаратов, поскольку он способен переносить терапевтические генетические инструкции в клетки.
В ходе доклинических исследований препарата Tevard ученые разработали оптимизированную систему экспрессии AAV, предназначенную для доставки супрессорной тРНК в пораженные ткани.
Важно отметить, что эта стратегия призвана отличать вызывающие заболевания преждевременные стоп-кодоны от нормальных стоп-кодонов, необходимых клеткам для правильного завершения синтеза белка.
Избирательность — один из важнейших аспектов данного подхода.
Доклинические результаты показывают полное восстановление функции дистрофина.
Представленные на данный момент результаты носят доклинический характер, но они имеют важное значение.
В мышиной модели D2.mdx было показано, что системное введение сконструированной супрессорной тРНК восстанавливает полноразмерный дистрофин в скелетных мышцах, диафрагме и сердечной ткани. В исследовании также сообщалось о нормализации размера волокон сердечной мышцы.
У животных, подвергшихся лечению, также наблюдалось улучшение мышечной силы и координации движений, измеренное с помощью тестов на силу хвата и вращающегося стержня.
Протеомный анализ дополнительно показал широкое изменение молекулярных характеристик, связанных с заболеванием, что указывает на эффекты, выходящие за рамки простого обнаружения белка дистрофина.
Почему это может быть важно для людей с мышечной дистрофией Дюшенна?
Нонсенс-мутации представляют собой важную подгруппу мутаций, связанных с мышечной дистрофией Дюшенна (МДД). По данным анализа образца Tevard, они составляют приблизительно 151 случай мутации TP175T у пациентов с МДД.
Таким образом, терапия, направленная на нонсенс-мутации как на класс мутаций, а не на какую-либо конкретную мутацию дистрофина, потенциально могла бы помочь многим пациентам с различными вариантами нонсенс-мутаций.
Возможно, самое важное в этом подходе — это попытка восстановить полноразмерный дистрофин из существующего гена пациента.
Таким образом, терапия с использованием супрессорных тРНК представляет собой интересное дополнение к растущему спектру генетических стратегий, исследуемых для лечения мышечной дистрофии Дюшенна.
Важный шаг, но пока еще не лечение.
Полученные результаты следует рассматривать в контексте текущей стадии разработки. Представленные данные получены в ходе доклинических исследований на животных моделях, а не на основе уже существующего метода лечения людей с мышечной дистрофией Дюшенна.
Для определения того, могут ли доставленные с помощью AAV супрессорные тРНК безопасно и эффективно восстанавливать дистрофин у пациентов, потребуются клинические испытания на людях.
Тем не менее, эта концепция предлагает нечто особенно привлекательное: вместо замены огромного гена дистрофина, терапия с использованием супрессорной тРНК, доставляемой с помощью AAV, пытается обойти генетическую ошибку и позволить клетке производить собственный полноразмерный дистрофин.
Для семей, затронутых нонсенс-мутациями, такая возможность делает этот новый подход достойным пристального внимания.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances и в нем участвовали ученые из Tevard Biosciences, Университета Джонса Хопкинса, Массачусетского технологического института и Института исследований Biomedical имени Уайтхеда.
Статья доступна для ознакомления: https://doi.org/10.1126/sciadv.aeg3466.
