Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 290: доставка генных препаратов через барьер между мозгом и кровью
Нейробиологи из Массачусетского технологического института и Гарвардского университета создали аденоассоциированный вирус, проходящий сквозь гематоэнцефалический барьер. Это исследование открывает путь к разработке действенных методов лечения заболеваний мозга. Своим открытием ученые поделились в журнале Science.
Credit: public domain
Генная терапия потенциально может избавить от многих тяжелых и пока неизлечимых заболеваний головного мозга. Но проблема в том, что аденоассоциированные вирусы (AAV), часто используемые для доставки препаратов к клеткам-мишеням, плохо преодолевают гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Этим барьером, как надежной стеной, мозг отделен от общего кровотока.
В новом исследовании ученые сконструировали AAV, который связывается с рецептором трансферрина — белком, который представлен в человеческом ГЭБ и отвечает за перенос ионов железа внутрь клеток.
Чтобы разработать новый носитель, нейробиологи сначала выявили в пробирки AAV, которые связываются с нужным белком. Затем наиболее перспективных кандидатов протестировали на мышах. У этих мышей ген, кодирующий рецептор трансферрина, был заменен на человеческий аналог.
Введя AAV в кровь мышей, исследователи обнаружили значительно более высокие уровни этого вируса в головном и спинном мозге по сравнению с мышами без гена рецептора трансферрина. Это указывает на то, что рецептор активно переносил AAV через гематоэнцефалический барьер.
Уровень нового AAV был в 40-50 раз выше в мозговой ткани, чем AAV9, который одобрен для лечения спинальной мышечной атрофии у младенцев, но слабо эффективен для мозга взрослого человека.
Как показало исследование на мышах, новый носитель достиг значительной части нервных клеток — 71 процент нейронов и 92 процента астроцитов в различных областях мозга. Нейробиологи уже попробовали переносить с его помощью ген GBA1, который связан с болезнью Гоше, деменцией с тельцами Леви и болезнью Паркинсона и обнаружили, что этот ген, также удается доставить к большей части нервных клеток.
Ученые сообщают, что новый AAV позволит разработать лечение для заболеваний нервной системы, вызванных мутациями в одном гене, таких как синдром Ретта, болезнь Хантингтона, атаксия Фридрейха и одногенные формы бокового амиотрофического склероза и болезни Паркинсона.
«Эти AAV могут изменить жизнь многих пациентов», — сказал Кен Чан (Ken Chan), соавтор статьи и руководитель исследовательской группы.
Биотехнологическая компания Apertura Gene Therapy уже начала разрабатывать методы лечения на основе нового AAV.
Текст: Вера Васина
An AAV capsid reprogrammed to bind human transferrin receptor mediates brain-wide gene delivery in Huang Q. et al. Science, Vol. 384 (2024)
DOI: 10.1126/science.adm8386