Вектор для генной терапии доставляется в клетки внутреннего уха хирургическим путем

Генная терапия клеток внутреннего уха — перспективный метод лечения нарушений слуха и вестибулярного аппарата. Одна из проблем, которую предстоит решить ученым, заключается в адресной доставке генотерапевтических препаратов. Команда ученых из США разработала способ доставки вирусного вектора в жидкость улитки. Процедура стала возможна благодаря прямому хирургическому вмешательству.

В качестве модели для исследования ученые выбрали макак-резусов. С человеком этих животных объединяет сходная анатомия внутреннего уха, динамика жидкости в улитке, а также метаболические и иммунологические критерии. Операцию проводили на пяти обезьянах. Для прямого введения аденоассоциированного вирусного (AAV) вектора исследователи делали надрез за ухом, удаляли сосцевидный отросток и вводили в мембрану круглого окна вектор с геном eGFP. Чтобы не возникало избытка жидкости, ученые проделали отверстие в овальном окне.

Для трансдукции исследователи выбрали два серотипа аденовируса: AAV1 и Anc80L65. Anc80L65 был получен in silico путем реконструкции предковой последовательности и является предполагаемым общим предком AAV1, 2, 8 и 9. В литературе он был описан как мощный вектор для переноса генов во внутреннее ухо мышей и другие органы нечеловекообразных приматов.

Чтобы лучше оценить хирургическую операцию и ее переносимость, исследователи распределили инъекции в течение недели. Все животные успешно восстановились после операции. У одной макаки развился парез лица с неполным закрытием левого глаза. Последствие смогли устранить с помощью дополнительной операции.

На седьмой день после инфицирования клеток ученые собрали ушные улитки и оценили эффективность трансдукции с помощью иммуногистохимии. Они показали, что серотип Anc80L65 лучше трансдуцировал внутренние волосковые клетки, чем AAV1. Тем не менее, оба серотипа не были эффективны для наружных волосковых клеток. Эти клетки ответственны за амплификацию звукового сигнала.

Интересно, что оба серотипа смогли трансдуцировать поддерживающие клетки. Эти клетки участвуют в развитии, поддержании и функционировании волосковых клеток и некоторых мутации в их генах также приводят к глухоте. Как и в случае с волосковыми клетками, эффективность трансдукции уменьшалась к основанию улитки, где расположены чувствительные к высоким частотам области.

Важной целью для генетической терапии являются периферическая вестибулярная система и боковая стенка улитки. Нарушения в этих структурах связаны с индуцированной шумом потерей слуха. Ученые не обнаружили прямой корреляции между серотипом и экспрессией трансгена в вестибулярной системе или других областях внутреннего уха.

Исследователи также показали безопасность потенциальных терапевтических векторов. В посмертных гистологических образцах животных не было обнаружено патологических изменений, воспаления или фиброза. Более того, ученые не обнаружили никакой утечки вирусов в клетки центральной нервной системы, а биохимия крови показала отсутствие каких-либо биомаркеров токсичности.

По мнению авторов, результаты исследования вирусных векторов на макаках — еще один шаг на пути к клинической оценке генотерапевтических препаратов для лечения глухоты.