Ученые подтвердили безопасность генной терапии кальпаинопатии

Мутации в гене белка кальпаина 3 (CAPN3) ведут к развитию аутосомно-рецессивного заболевания — конечностно-поясной мышечной дистрофии типа 2А (КПМД2А), или кальпаинопатии.

Кальпаин 3 в норме экспрессируется в скелетных мышцах и в значительно меньшей степени — в сердце. Его функция до конца не ясна, но известно, что это протеаза, у которой есть несколько сайтов связывания с титином.

Метода лечения кальпаинопатии до сих пор нет, существующие стратегии ведения больных направлены на облегчение симптомов. Наиболее перспективным терапевтическим подходом представляется использование генотерапии. Однако ранее в исследованиях на мышах было показано, что введение вектора rAAV9r, содержащего ген CAPN3, значительно улучшает работу мышц, но имеет серьезный побочный эффект — кардиотоксичность. Это объясняется сильно возрастающей экспрессией кальпаина 3 в сердце мыши.

Группа ученых из Франции, Швеции и США сделала шаг к решению этой проблемы. Ранее они использовали новое поколение векторов с введением последовательности miR208aT — мишени для кардиоспецифичной микроРНК miR-208a в 3’-нетранслируемый участок гена CAPN3. Эндогенная miR208a блокирует экспрессию CAPN3 с miR208aT в клетках сердца, при этом в скелетных мышцах кальпаин 3 экспрессируется нормально.  

В новой работе были использованы мыши с двойным нокаутом (dKO) по кальпаину 3 и дисферлину — белку, мутации в котором также приводят к мышечной дистрофии. Такая модель является более тяжелой по сравнению с одиночным нокаутом по кальпаину 3, что позволило ученым понять, работает ли вектор при этой патологии.

Через месяц после введения вектора с CAPN3 и miR208aT состояние скелетных мышц мышей было значительно лучше по сравнению с контролем, побочные эффекты на сердце не регистрировались.

Кроме того, авторы оценили возможность использования данной технологии на приматах, используя макака-крабоеда (Macaca fascicularis) в качестве модельного животного. В данном случае наблюдался тот же терапевтический эффект, что и в эксперименте с мышами. Однако, как ни удивительно, в экспериментах на приматах различий между группами, которым вводили векторы с включением кардиоспецифичной микроРНК и без нее, обнаружено не было: кардиотоксичности не наблюдалось для обоих вариантов. С одной стороны, авторы обращают внимание, что выборка приматов была мала (2–3 в группе), с другой — объясняют этот эффект межвидовыми различиями в сплайсинге титина, которые они обнаружили при дальнейшей работе.

Кальпаин 3 связывается с титином, и один из сайтов связывания на титине, который предположительно участвует в активации кальпаина, различается в разных тканях. В скелетных мышцах он больших размеров, чем в сердце, что было подтверждено при секвенировании РНК. У человека и макака в этот сайт связывания кальпаина включено больше экзонов, чем у мышей, поэтому, скорее всего, по кардиотоксическому ответу на терапию люди должны быть похожи на других приматов.

Авторы также подчеркивают, что во время работы с приматами использовалась та же доза терапевтического вектора, что и в экспериментах с мышами. Для проведения клинических испытаний на людях дозу препарата необходимо будет оптимизировать.

Таким образом, данная работа позволяет сделать еще один шаг на пути к лечению кальпаинопатии. «Наши данные еще раз подтверждают, что генная терапия — безопасный подход к лечению пациентов с КПМД2А», — пишут авторы в конце своей статьи.