В новом исследовании, которое опубликовано в научном журнале Blood, ученые из Научно-исследовательского института Скриппса (Scripps Research Institute) разработали эффективный метод доставки генов, который позволит сэкономить деньги и улучшить результаты лечения.
Актуальность проблемы
Генная терапия расширила возможности лечения лиц с нарушениями иммунной системы и заболеваниями крови, такими как серповидно-клеточная анемия и лейкоз. Эти заболевания, которые когда-то требовали пересадки костного мозга, теперь можно успешно лечить, модифицируя собственные стволовые клетки крови пациентов, чтобы исправить основную генетическую проблему. Но сегодняшний стандартный процесс введения генной терапии является дорогостоящим и трудоемким — результат многих шагов, необходимых для доставки здоровых генов в стволовые клетки крови пациентов для исправления генетической проблемы.
Материалы и методы обследования
Новое открытие сосредоточено на карафеноле А, небольшой молекуле, тесно связанной 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 является противовоспалительным, но в этом исследовании он играл другую роль.
Результаты научной работы
Автор исследования Брюс Торбетт (Bruce Torbett) заинтересовался уникальными химическими свойствами ресвератрола и аналогичными типами молекул и задался вопросом, могут ли они позволить вирусным векторам, используемым в генной терапии для доставки генов, легче проникать в стволовые клетки крови. Это было бы важно, поскольку стволовые клетки – и в частности, самообновляющиеся гемопоэтические стволовые клетки имеют много барьеров защиты от вирусов, что делает их трудными для генной терапии.
“Вот почему генная терапия гемопоэтических стволовых клеток была упущена”, – объясняет Торбетт. “Мы обнаружили потенциальный способ сделать процесс лечения значительно более эффективным”.
Процесс генной терапией в настоящее время требует выделения очень небольшой популяции гемопоэтических стволовых клеток из крови пациентов. Эти молодые клетки могут самообновляться и давать начало всем другим типам клеток крови. Терапевтические гены затем 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 много попыток и большое количество дорогостоящих генотерапевтических векторов для успешной доставки генов в гемопоэтические стволовые клетки. Ученые обнаружили, что, добавляя ресвератрол-подобное соединение, карафенол А, к человеческим гемопоэтическим стволовым клеткам, наряду с лентивирусной векторной смесью, клетки ослабляют свою естественную защиту и позволяют векторам проникать легче. Как только обработанные стволовые клетки были помещены в мышей, они произвели клетки крови, содержащие новую генетическую информацию. Еще одним ключевым преимуществом метода является время: если лечение доставки генов стволовыми клетками крови может быть выполнено за меньшее время, клетки могут быть повторно введены пациенту. Это не только делает лечение более удобным для пациента, но и помогает гарантировать, что стволовые клетки не теряют свои самообновляющиеся свойства. Чем дольше стволовые клетки существуют вне организма и подвергаются манипуляциям, тем больше вероятность того, что они потеряют свою способность к самогенерации и в конечном итоге излечат болезнь.
Выводы
Торбетт продолжает изучать основные причины врожденной устойчивости стволовых клеток к генетической модификации с целью дальнейшего повышения эффективности лечения и снижения затрат.
Авторы другого исследования утверждают, что обнаружены гены, способствующие развитию пяти психических расстройств.
