Учёные разработали метод на основе модифицированной транспортной РНК (тРНК), который помогает клеткам обходить генетические мутации, преждевременно останавливающие производство белка. Подход может применяться при муковисцидозе, мышечной дистрофии, некоторых видах рака и других наследственных заболеваниях. Результаты работы Университета Торонто опубликованы в журнале Science.
Исследователи испытали технологию на тканях пациента с муковисцидозом, не ответившего на существующие препараты. Клетки выращивали в виде органоидов — миниатюрных моделей органов, созданных из тканей пациента. Ни модифицированная тРНК, ни препарат Trikafta по отдельности почти не повлияли на клетки, однако их сочетание восстановило выработку полноразмерного белка CFTR и позволило лекарству воздействовать на него.
У пациента был сложный генотип CFTR с четырьмя мутациями, две из которых относились к так называемым бессмысленным мутациям. Такие изменения вводят в генетические инструкции преждевременный сигнал остановки, из-за чего клетка производит укороченный или нефункциональный белок. Доступ к образцам предоставили учёные SickKids Джим Ху и Таня Гонска, работающие также на медицинском факультете Темерти Университета Торонто.
В экспериментах с клетками дыхательных путей человека, несущими две распространённые бессмысленные мутации, восстановленный белок CFTR оказался работоспособным и сохранялся более 40 дней. Аналогичные результаты дали дополнительные доклинические испытания. Руководитель исследования, доцент фармацевтического факультета имени Лесли Дэна Боуэн Ли, отметил, что одна и та же разновидность преждевременного стоп-сигнала встречается в разных генах, связанных с болезнями лёгких, мозга, мышц и других тканей.
«Существует так много типов вызывающих заболевания мутаций — многие из них затрагивают лишь небольшое число людей, — что разработка отдельной генной терапии для каждой мутации чрезвычайно сложна», — сказал Ли, также являющийся научным сотрудником онкологического центра Принцессы Маргарет при Университетской сети здравоохранения. По его словам, цель тРНК-терапии заключается в создании единого подхода, который сможет воздействовать на одинаковые мутации в разных генах и при различных заболеваниях, включая редкие состояния с ограниченными возможностями лечения.
Для повышения эффективности тРНК команда добавила к ней химическую модификацию, встречающуюся в природных молекулах этого типа. Соавтор работы, доцент химии Хайсси Цуй, сообщила, что изменение сделало тРНК более активной и устойчивой. Доставлять молекулу в клетки помогли специально настроенные липидные наночастицы — жировые оболочки, применявшиеся для переноса матричной РНК в вакцинах против COVID-19. Исследование поддержали канадские и американские научные фонды, а его источником для MiraNews стал SciTechDaily.