Векторная терапия офтальмопатологии, Рудник А.Ю., 2014 год
Векторная терапия в лечении офтальмопатологии.
Рудник А.Ю., Мальцев Д.С.
Кафедра офтальмологии педиатрического факультета ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России, Москва; клиника офтальмологии ФГОУ ВПО Военно-медицинской академии им.С.М.Кирова, Санкт-Петербург.
Рудник А.Ю., Мальцев Д.С. Векторная терапия в лечении офтальмопатологии “Современные технологии в офтальмологии”.// Научно-практический журнал. – Издательство “Офтальмология”. – Выпуск 4.- 2014. - С.58-612.
Актуальность.
Молекулярно-генетические основы в развитии многих офтальмологических заболеваний доказаны многими исследователями (Allikmets R., Shroyer N.F., 1997; Roman A.J., 2005; Tolmachova T., Wavre-Shapton S.T.).
Глазное яблоко является идеальным органом для ген-заместительной терапии, включая его доступность, иммунологическую реактивность, небольшой размер, компартменизацию и возможность контралатерального управления (Sahnnon E., Sanford B., 2012).
А если учесть и тот факт, что по данным Всемирной Организации Здравоохранения, во всем мире насчитывается около 285 миллионов людей с проблемами зрения, то актуальность векторной терапии в лечении заболеваний, приводящих к слепоте и слабовидению, является максимально актуальной (WHO, 2013).
Целью данной работы является обзор литературных данных по теме генной терапии для пациентов с некоторыми нозоологическими формами офтальмопатологии, в том числе включая историю вопроса, а также результатах доклинических и клинических исследований, выполненных в ряде европейских стран.
Материал и методы.
Анализ литературных данных в рецензируемых и индексируемых публикациях из 2001-2014гг. Статьи были выбраны на основе актуальности о современных представлениях этиопатогенеза, клинических проявлений и векторных технологий в лечении некоторых врожденных и наследственных заболевания органа зрения.
Результаты.
Основная цель генной терапии - это коррекция генетического дефекта за счет трансфера функционально нормальной копии гена определенные клетки.
Вирусный вектор - это вирусные частицы, для доставки нуклеиновых кислот в клетки-мишени. Используют, как правило, несколько вирусных моделей для генной терапии: ретро-и аденовирус, аденоассоциированный вирус (AAV) и герпесвирус вектор.
Пигментный ретинит (Retinitis Pegmentosa, RP) принадлежит к группе заболеваний глаз, вызванных несколькими мутациями в гене, кодирующий родопсин, приводящая к постепенному истощению фоторецепторов и приводящая к амаврозу.
На сегодняшний день использовано два подхода к исправлению дефектных генов; первый из которых состоит в субретинальном введение функционирующей копии пораженного гена с использованием аденоассоциированного вируса (adeno-associated virus, AAV).
Вторым, альтернативным способом лечения, является инактивация мутантного гена, блокирующих выработку родопсина фоторецепторами. Однако как показывает практика, значительный успех был достигнут посредством экспрессии трансгена в пигментный и фоторецепторный слой эпителиальных клеток.
Уникальная сопобность AAV обеспечивать передачу генов-репортеров в ретинальную ткань проложила путь для использования рекомбинантного аденоассоциированного вектора (recombinant adeno-associated viral (rAAV) в лечениии дегенерации сетчатки (Nagatsu et all.).
Последние исследования на собаках показали эффективность генномодифицированной терапии в лечении Х-хромосомой RP (X-linked retinitis pegmentosa, XLRP) (Beltran et al., 2012).
Сравнение ретинальной ткани до и после введения вирифицированного гена показало отсутствие дальнейшей дегенерации сетчатки, увеличение ее толщины и плотности в заинтересованных участках, что дало прочную основу для применения аналогичного подхода у человека.
Врожденный амавроз Лебера (Leber congenital amaurosis, LCA) - это заболевание, в зависимости от молекулярной природы, может наследоваться как аутосомно-рецессивно, так и аутосомно-доминантно и связано с мутациями в ядерной ДНК. На сегодняшний день идентифицировано более 14 генов, которые ответственны за различные функции сетчатки, мутации в которых могут быть идентифицированы у 60-70% пациентов (Bainbridge J., 2008; Khan A.O., Al-Mesfer S., 2014).
Первые результаты генной терапии были успешно выполнены на породе собак Briard dogs (английская пастушечья овчарка) с помощью AAVRPE65 (Retinal pigment epithelium-specific 65 kDa protein, RPE 65) (Bennett J., 2001).
Полученные результаты на собаках были настолько успешными [Hufnagel R.B., Ahmed Z.M., 2012], что в дальнейшем субретинальное введение вирусного гена RPE65 нескольким пациентам с иммунологическим, клиническим и хирургическим контролем было выполненно в ряде молекулярно-диагностических лабораторий мира [Leroy B., 2008; Coppieters F., 2008; Bainbridge, 2008].
В целом, полученные первоначальные данные показывают, что векторная генная терапия является весьма перспективными, безопасным и эффективным методов в лечении пациентов LCA (Testa F.D., Maguire A.M., 2013).
Абиотрофия Штадгарта - это ювенильная макулярная дегенерация, в большинстве случаев ассоциированная с мутациями в протеин специфическом ABCA4 (ATP-binding cassette, sub-family A (ABC1), member 4). Более 500 мутаций в ABCA4 гене могут привезти к развитию данного заболевания (Sahnnon E., Sanford B., 2012; Zernant J., Xie Y.A., 2014).
Мутации в ABCA4 гене приводят к снижению транспортировки ретинилденофосфатидилэтаноламин и фосфатидилэтаноламина, которые как полагаю, приводят к образованию токсически ретиноидных соединений, которые в конечном счете проявляются в накоплении липидов, таких как липофусцин в RPE. Основываясь на позитивных результатах иницировали фазу 1-2 клинических испытаний 777 платформ для поставки ABCA4 у пациентов с болезнью Штадгарта.
Совсем недавно постака наночастиц ABCA4 у мышей показала улучшение ретинального фенотипа. Хориодермия – это Х-сцепленная ретинальная дегенерация с частотой встречаемости 1:50 000 случаев у мужчин, связанная с мутациями СНМ гена (choroideremia Rab escort protein 1 - REP1)).
Клинические симптомы заболевания проявляются постепенно, но всегда последовательно в виде уменьшение толщины и плотности ретинальной ткани, появления на средней периферии участков хориоидальной атрофии и пигментного эпителия сетчатки (ПЭС).
По мере прогрессирования заболевания, нарастает диффузная атрофия хориокапилляров и ПЭС с сохранностью средних и крупных сосудов с последующей их атрофией с обнажением подлежащей склеры. В качестве первого шага на пути к разработке клинических испытаний генной терапии для хориодермии используется рекомбинантный аденовирус для доставки REP1.
Хотя выполненное исследование и подтвердило восстановление функциональной активности клеток, несущих мутации СНМ гена, авторы признают, что более эффективная требуется более эффективная трансдукция фоторецепторов для восстановления нейрорецепторного слоя (Tolmachova T., Wavre-Shapton S.T., 2010).
Заключение.
Выполненный анализ дает возможность иначе понимать этиопатогенетические механизмы развития некоторых врожденных или наследственных форм офтальмологических заболеваний, что позволяет прогнозировать течение и возможные варианты лечения выявленной офтамапатологии, учитывая молекулярно-генетические аспекты в развитии болезни.
Список литературы.
1. Allikmets R., Shroyer N.F. Mutation of the Stargardt disease gene (ABCR) in age-related macular degeneration. // Science. - № 277. – Р. 1805–1807.
2. Bainbridge J. Gene therapy for inherited retinal disease. // The EPOS 2008 Programme&Abstract Book. – 2008. – P. 28.
3. Bennett J. Gene therapy for RPE-65 related LCA effective in Briard dogs. // - Nat. Gen. – 2001. – N 28. – P. 92-95. 1. Hufnagel R.B., Ahmed Z.M., Corrêa Z.M. et al. Gene therapy for Leber congenital amaurosis: advances and future directions. // Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. - 2012. - N 250(Vol. 8). – P.1117- 11128.
4. Khan A.O., Al-Mesfer S. Genetic analysis of strictly defined Leber congenital amaurosis with (and without) neurodevelopmental delay. // Br J Ophthalmol. – 2014. – Vol. - P. 2. Leroy B. Leber Congenital Amavrosis Anno 2008 – An Update. // The EPOS 2008 Programme&Abstract Book. – 2008. – P. 26.
5. Roman A.J., Schwartz S.B. et all. Quantifying rod photoreceptor-mediated vision in retinal degenerations: dark- adapted thresholds as outcome measures. // Exp Eye Res. – 2005. - Vol. 80. – P. 259 –272.
6. Sahnnon E., Sanford B. et al. A Comprehensive Revieew of Retinal Gene Therapy. // Ocular Gene Therapy Review. – 2012. - Vol. 21. – P. 509 – 519.
7. Subramanian B., Anand M et all. Loss of Raf-1 Kinase Inhibitory Protein (RKIP) delays early-onset severe retinal ciliopathy in Cep290rd16 mouse. // Invest Ophthalmol Vis Sci. – 2014. - Vol. - P.
8. Testa F. D., Maguire A.M., et al. Three-year follow-up after unilateral subretinal delivery of adeno-associated virus in patients with Leber congenital Amaurosis type 2. // Ophthalmology. - 2013. - N120 (Vol. 6). - P. 1283-1291.
9. Tolmachova T., Wavre-Shapton S.T. et al. Retinal pigment epithelium defects accelerate photoreceptor degeneration in cell type-specific knockout mouse models of choroideremia. // Invest Ophthalmol Vis Sci. – 2010. - № 51. – P. 4913–4920.
10. Zernant J., Xie Y.A. Analysis of the ABCA4 genomic locus in Stargardt disease.// Hum Mol Genet. - 2014. – 10. WHO Library Cataloguing in Publication Data. WSD 2013: REPORT TOWARDS UNIVERSAL EYE HEALTH // – United Kingdom, London. – 2013. - P. 2.
Материал для публикации на портале Орган зрения любезно предостаила Рудник Алена Юрьевна.
Офтальмология России. Генетика в офтальмологии. Офтальмогенетика. Орфанные заболевания. Молекулярная офтальмология.
