Новый метод эволюции вирусных векторов для генной терапии мышечных дистрофий

Генетические заболевания, связанные с мышечной системой, приводят к потере мышечной массы и зачастую — к ранней смерти пациентов. Существующие на данный момент методы генной терапии недостаточно эффективны и безопасны. Так, терапия миодистрофии Дюшенна с помощью доставки генов аденоассоциированными вирусными векторами AAV9 and AAVrh74 требует высокой концентрации вирусов. Это объясняется тем, что мышцы составляют до 40% от общей массы тела. При этом значимая часть вирусов оказывается в печени, что может привести к серьезным побочным эффектам и даже к смерти.

Ученые из США создали новое семейство аденоассоциированных вирусов и назвали его MyoAAV. Эти вирусы в несколько раз эффективнее доставляют трансген в мышечные клетки, требуют меньшей концентрации и реже попадают в печень. За счет всего этого система становится более безопасной. Авторы исследовали действие вируса на мышах, низших приматах и культуре мышечных клеток человека.

Ученые отобрали новые вирусные векторы с помощью разработанного ими метода направленной эволюции DELIVER (Directed Evolution of AAV capsids Leveraging In Vivo Expression of transgene RNA). Они взяли за основу аденоассоциированный вирус AAV9 и создали множество капсидов с разными аминокислотными последовательностями на поверхности, которые затем вводили мышам и низшим приматам, брали образцы разных мышц животных и искали мРНК трансгена. После нескольких раундов отбора авторы получили семейство вирусов MyoAAV, которые лучше всего доставляли трансген в мышечные клетки животных.

На мышиной модели миодистрофии Дюшенна ученые показали, что вирусные векторы MyoAAV, несущие систему CRISPR-Cas9, более эффективно, чем AAV9, производили репарацию гена, отвечающего за синтез мутантного белка дистрофина. MyoAAV также показали высокую эффективность в лечении Х-сцепленной миотубулярной миопатии у мышей. При этом нагрузка на печень была значительно ниже, чем при использовании AAV9.

Вирусные векторы MyoAAV обладали высокой специфичностью к мышечным клеткам как мышей, так и низших приматов. Авторы предполагают, что они будут также успешно таргетировать мышцы людей. Для проверки этой гипотезы с последующей оптимизацией системы ученые предлагают использовать человеческие мышечные ксенотрансплантаты.

Ученые надеются, что с помощью системы DELIVER станет возможным создание вирусных векторов к любому типу ткани, что послужит большим шагом в разработке генной терапии наследственных заболеваний.