Генная терапия в лечении миодистрофии Дюшенна

Мышечная дистрофия Дюшенна – генетическое заболевание, обусловленное мутацией в гене DMD, который локализован в Х хромосоме. На сегодняшний день было выявлено более 4700 различных мутаций в этом большом гене, занимающем 2% от всей хромосомы [1].
Мутации приводят к дефициту в продукции дистрофина (рис.1), структурного белка мышечных клеток, который в норме входит в состав комплекса, соединяющего цитоскелет с внеклеточным матриксом [2]. Точный механизм того, как дефицит дистрофина приводит к дегенерация мышечных волокон остается неясным, считается, что на патологию влияют разрушение цитоскелета, сарколеммальная нестабильность и нарушение кальциевого гомеостаза [3].
По оценкам, мышечная дистрофия Дюшенна поражает одного из 3500-6000 новорожденных мальчиков. Более 60% случаев болезни связаны с протяженными делециями, 30% - с точечными мутациями и 5-10% - с дупликациями [1]. В начале 1990-х средняя продолжительность жизни для этой группы пациентов составляла всего двадцать лет. Однако за последние годы лечение значительно изменилось, так что дети, которым диагноз поставлен сегодня, могут надеяться на хорошее качество жизни длительностью до 30-40 лет [4].
За последние три десятилетия были предприняты огромные усилия для разработки генно-заместительной терапии дистрофии Дюшенна. Однако исследователи столкнулись с несколькими проблемами, среди них – слишком большой размер гена, выбор вектора и его доставка. Прямая инъекция в мышцы дает ограниченные преимущества

. Кроме того, сердце и диафрагма, две мышцы, которые являются наиболее важными для лечения, расположены глубоко внутри тела и труднодоступны с поверхности. Открытие высокоэффективного белка мини-дистрофина изменило ситуацию. Несмотря на то, что он не является полноразмерным белком, он обеспечивает отличную защиту мышц. Его потенциал для генной терапии был оценен в серии исследований с использованием аденовирусных и ретровирусных векторов на трансгенных мышах. Препятствием стало то, что аденовирусные векторы обладают сильной иммунотоксичностью, в то время как ретровирусные векторы трудно использовать для генной терапии in vivo. Таким образом, генная терапия нуждалась в более подходящих векторных системах. Выбор исследователей пал на AAV. В отличие от аденовируса и ретровируса, прямая мышечная инъекция вектора AAV приводила к высокому и постоянному переносу генов в мышцы. Наиболее важно, что однократная внутривенная доставка AAV-6, -8 и -9 приводила к трансдукции во всех мышцах тела у грызунов и крупных млекопитающих. Эти особенности способствовали развитию AAV как вектора для мышечной генной терапии. Однако существует серьезное препятствие для применения AAV для генной терапии дистрофии Дюшенна. Максимальная упаковочная способность вируса AAV составляет 5 кб, что меньше, чем размер гена мини-дистрофина, составляющий 6,2 кб.
Проблема была решена с разработкой синтетических микрогенов, с размером меньше, чем 4 кб. В 1997 году опубликовали ген ΔDysM3, однако он не уменьшал дистрофический фенотип в мышиной модели