Результаты исследований представлены в последнем номере Proceedings of the National Academy of Sciences.

Муковисцидоз или фиброзно-кистозная дегенерация (cystic fibrosis - CF), является генетическим заболеванием, при котором клетки легких или поджелудочной железы не могут должным образом взаимодействовать с соединениями хлора, в результате чего происходит дегенерация слизистых оболочек органов.

Страдающие этим заболеванием пациенты (около 30000 только в США), отличаются большим содержанием соли в поте, часто болеют пневмонией, для них характерны хронический кашель и стерторозное дыхание. Кроме того, не смотря на хороший аппетит, больные часто страдают потерей веса, что требует их содержания на специальных диетах. В настоящее время терапия болезни сводится к борьбе с пневмониями при помощи антибиотиков и различным физиотерапевтическим процедурам для снятия застойных явлений в слизистой легких.

Ген, сцепленный с муковисцидозом, называется CFTR и в норме контролирует "проникновение" соединений хлора и хлорид-иона через мембраны клеток. Если в гене находится "вредная" мутация, то ионный обмен нарушается.

После идентификации CFTR и его клонирования, он сразу был признан одним из чрезвычайно перспективных генов для генотерапии. Дальнейшие исследование в этой области были сосредоточены на поисках оптимального метода доставки гена в клетки и ткани организма.

По мнению ученых, одним из наиболее перспективных методов доставки гена в пораженные CF клетки мог бы стать адено-ассоциированный вирус (adeno-associated virus - AAV), лишенный патогенности. В настоящий момент именно он и используется в клинических испытаниях на пациентах.

Однако, в начале экспериментов исследователи столкнулись с рядом сложностей. Главная проблема состояла в том, что даже после удаления из генома AAV всего "балластного" генетического материала (т.е. неважного для функционирования вируса), ген CFTR был слишком велик для размещения на этом "носителе". Поэтому, какое-то время ученые были вынуждены использовать при экспериментах другой тип вирусов.

В последствии, путем генноинженерных манипуляций, исследователи смогли удалить различные части целевого гена, кодирующие так называемый R домен белкового продукта. Таким образом, были сконструированы меньшие по размерам аналоги CFTR, способные давать при экспрессии (выражении) укороченные белки. Затем, измененные гены были внедрены в растущие в культуре клетки человека, полученные из легких пациентов с CF при операциях по трансплантации.

Как показали последующие исследования, клетки, несущие укороченные версии гена CFTR продуцировали необходимые белковые продукты. Более того, среди уменьшенных вариантов белков были отобраны несколько, способных транспортировать хлорид-ион с той же эффективностью, как и природный CFTR. В дальнейшем, проведенные на лабораторных мышах с искусственно вызванным фиброзом испытания подтвердили эти результаты.

По мнению ученых, выбранная стратегия работы с укороченными вариантами CFTR является многообещающей, но сейчас это только первые шаги. Необходимо проводить дальнейшие исследования новых коротких вариантов гена и белковых продуктов на клетках и животных для оптимизации их размещения на вирусе - носителе AAV. В качестве наиболее перспективного среди всех разновидностей AAV считается серотип 5, как способный связываться на поверхности выстилающих легкое клеток и эффективно инфицировать их. В конечном счете, понимание структурной организации гена CFTR и его белка может также позволить создать новые лекарства для терапии муковисцидоза.

Источник: Rusbiotech.ru