Вещество растительного происхождения может сделать генную терапию более эффективной и быстрой

Ученые расширили возможности генотерапии, сделав возможным лечение людей с заболеваниями иммунной системы и системы крови, такими как серповидно-клеточная анемия и лейкоз. Когда-то эти заболевания требовали пересадки костного мозга, а теперь лечение может быть успешным при модифицикации собственных стволовых клеток крови пациентов. Это позволит устранить основную проблему в генотерапии.

В настоящее время генотерапия является дорогостоящим и времязатратным способом лечения. Это результат многих этапов, необходимых для доставки здоровых генов в стволовые клетки крови пациентов.

В открытии, которое опубликовано в журнале Blood, ученые из Научно-исследовательского института имени Скриппс (Scripps Research) придумали способ избежать некоторых трудностей, что привело к находке более эффективного метода доставки генов, который будет быстрым и менее дорогостоящим.

«Если есть возможность восстановить стволовые клетки крови с помощью одномоментной доставки генов, а не нескольких манипуляций в течение многих дней, можно сократить время и расходы, тем самым устранив некоторые ограничения этого подхода», - повествует Брюс Торбетт, (Bruce Torbett), PhD, доцент кафедры иммунологии и микробиологии, руководитель исследования.

Новое открытие основано на карафеноле А, небольшой молекуле, близкой по свойствам с ресвератролом, который является природным соединением, производимым виноградом и другими растениями и содержащимся в красном вине. Ресвератрол широко известен как антиоксидант и противовоспалительное средство. Подобно ресвератролу, карафенол А обладает противовоспалительным эффектом, но в этом исследовании он играл другую роль.

Торбетт и его команда заинтересовались уникальными химическими свойствами ресвератрола и аналогов. Ученые задались вопросом, могут ли они позволить вирусным векторам, используемым в генотерапии для доставки генов, легче проникать в стволовые клетки крови. Это было бы важно, потому что стволовые клетки, а именно самообновляющиеся гемопоэтические стволовые клетки, имеют множество барьеров защиты от вирусов, что делает их труднодоступными для проведения генотерапии.

«Вот почему генотерапия гемопоэтических стволовых клеток была сделана наудачу», - утверждает Торбетт. «Мы нашли возможный способ сделать процесс лечения более эффективным».

Генотерапия в настоящее время предполагает выделение небольшого количества гемопоэтических стволовых клеток из крови пациентов. Эти молодые клетки могут самообновляться и давать начало всем другим типам клеток крови. Терапевтические гены доставляются в эти клетки с помощью специально сконструированных вирусов, называемых лентивирусными векторами, которые используют природную способность вирусов для вставки новой генетической информации в живые клетки.

Однако гемопоэтические стволовые клетки обладают высокой устойчивостью к вирусным атакам. Они защищают себя структурами, известными как интерферон-индуцированные трансмембранные белки (IFITM), которые перехватывают лентивирусные векторы. «Из-за этого может потребоваться немало попыток и большое количество дорогостоящих генотерапевтических векторов для успешной доставки генов в гемопоэтические стволовые клетки», - рассуждает Торбетт.

Торбетт и его команда обнаружили, что, добавляя карафенол А - соединение, подобное ресвератролу, к гемопоэтическим стволовым клеткам, наряду с лентивирусной векторной смесью, клетки ослабляли свою естественную защиту и позволяли векторам легче проникать. Как только обработанные стволовые клетки были применены для мышей, началось воспроизведение клеток крови, содержащих новую генетическую информацию.

Еще одним преимуществом подхода является сокращение времени терапии. Если доставка генов стволовыми клетками крови может быть выполнена за меньшее время, клетки могут быть повторно введены пациенту. «Это не только делает лечение более удобным для пациента, но и позволяет гарантировать, что стволовые клетки не потеряют свои свойства»,- делится Торбетт. Чем дольше стволовые клетки существуют вне организма и подвергаются манипуляциям, тем больше вероятность того, что они потеряют свою способность к саморегенерации и в конечном итоге недостаточно повлияют на болезнь.

Торбетт и его команда продолжают изучать основные причины врожденной устойчивости стволовых клеток к генетической модификации с целью дальнейшего повышения эффективности лечения и снижения затрат. Поскольку многие из заболеваний, поддающихся лечению с помощью генотерапии, затрагивают детей, по мнению Торбетта, он чувствует особую актуальность для продвижения этого открытия из лаборатории в клиническую практику.

Источник перевода: sciencedaily.com

Автор: Марианна Королева