В экспериментах на крысах и мышах два ученых Джона Хопкинса -; инженер и офтальмолог -; сообщают об успешном использовании наночастиц для проведения генной терапии при заболеваниях глаз.

Уникально сконструированная большая молекула позволяет исследователям компактировать большие пучки терапевтической ДНК для доставки в клетки глаза.

Исследование, описанное 3 июля в Science Advances, свидетельствует о потенциальной ценности генной терапии, доставляемой наночастицами, для лечения возрастной макулярной дегенерации, связанной с возрастом; заболевание глаз, характеризующееся аномальным ростом кровеносных сосудов, которое повреждает светочувствительные ткани в задней части глаза; а также более редкие, наследственные слепые заболевания сетчатки.

Многие подходы генной терапии зависят от вирусных векторов, которые используют естественную способность вируса переносить генетический материал в клетки. Тем не менее, вирусы создают иммунный ответ, который предотвращает повторное дозирование, и наиболее часто используемый для глазной генной терапии не может нести большие гены.

Некоторые из наиболее распространенных наследственных дегенераций сетчатки обусловлены мутациями в больших генах, которые просто не могут вписаться в наиболее часто используемый вирусный вектор . "

Питер Кампочиаро, доктор медицинских наук, профессор офтальмологии, медицинский факультет Университета Джона Хопкинса

Кампочиаро также является членом Института медицины им. Джона Хопкинса по медицине Уилмера.

Чтобы преодолеть такие ограничения, Кампочиаро и Джордан Грин, доктор философии, разработали новый подход, включающий биоразлагаемый полимер, который окружает и уплотняет длинные участки ДНК, создавая наночастицы, которые могут проникать в клетки.

Эта технология позволяет исследователям превращать клетки глаза в мини-заводы для терапевтического белка.

Чтобы сначала проверить, могут ли наночастицы достигать своих клеток-мишеней, исследователи загрузили наночастицы геном для флуоресцентного белка, который заставляет клетки светиться, как светящиеся палочки.

Эта светящаяся молекула позволила исследователям определить местоположение, количество и продолжительность экспрессии гена, достижимой с помощью наночастиц.

Они обнаружили, что даже через восемь месяцев после лечения большинство светочувствительных клеток в глазах крыс светилось, показывая, что наночастицы эффективно депонировали флуоресцентный ген в клетках.

Затем, исследователи поставили аналогичный эксперимент, на этот раз с использованием наночастиц для перемещения биологически значимого гена в глаз.

Они загрузили наночастицы геном для фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), который отвечает за рост аномальных кровеносных сосудов у людей с влажной макулярной дегенерацией.

Исследователи вводили в глаза 30 крыс наночастицы, несущие ген VEGF, и определяли эффекты в сетчатке через один, два и пять месяцев после инъекции.

Через месяц после инъекции у каждой тестируемой крысы развились аномальные кровеносные сосуды под и внутри сетчатки, как у пациентов с влажной макулярной дегенерацией.

Аномальные кровеносные сосуды были более обширными через два и пять месяцев после инъекции, и имелись рубцы под сетчаткой, подобные тем, которые наблюдаются при хронической необработанной мокрой макулярной дегенерации.

«Эти результаты показывают, что гены, доставляемые наночастицами, оставались активными в клетках в течение нескольких месяцев», – говорит Кампочиаро.

Наконец, чтобы проверить способность наночастиц доставлять терапевтический ген для этой болезни, исследователи использовали мышей, генетически сконструированных для развития формы влажной макулярной дегенерации, сходной с таковой у человека. Исследователи загрузили наночастицы геном, который производит белок, который нейтрализует VEGF.

В настоящее время врачи вводят такие белки, которые блокируют белки VEGF, в глаза людям с дегенерацией желтого пятна, лечение, которое помогает контролировать чрезмерный рост протекающих кровеносных сосудов. Но эта процедура должна повторяться часто и обременительна для пациентов и их лиц, осуществляющих уход.

Через три недели после введения наночастиц, содержащих ген белка анти-VEGF, у мышей наблюдалось 60-процентное снижение аномальных кровеносных сосудов по сравнению с контрольными мышами. Тот же эффект был замечен через 35 дней.

«Эти результаты чрезвычайно многообещающие», – говорит доктор биологических наук Джордан Грин, профессор биомедицинской инженерии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса. «У нас есть возможность достичь клеток, наиболее сильно пораженных дегенеративным заболеванием глаз, с помощью невирусных методов лечения, которые могут позволить глазу создавать свои собственные устойчивые методы лечения».

По оценкам, 1,6 миллиона человек в США с макулярной дегенерацией получают инъекционные препараты для глаз каждые четыре-шесть недель.

Лечение генной терапией могло бы дать возможность ткани глаза предотвратить дальнейшее ухудшение зрения с помощью всего лишь нескольких начальных процедур. Генетические заболевания, которые вызывают слепоту, можно лечить аналогичным образом, вводя функциональные версии генов, которые унаследовали мутации.