Ученые при помощи генной терапии улучшили слух у мышей с глухотой

10:23 31 Декабрь Киев, Украина

Американские ученые показали, что генной терапией можно улучшить слух у мышей с мутацией. Чтобы этого достичь, они разделили на фрагменты большой ген, который стремились внести в клетки животных, и доставили его в клетки двумя разными вирусными векторами. Исследование обнародовано в журнале Science Advances .

Почему генную терапию исследовали против глухоты?

Более 450 миллионов человек во всем мире страдают от пороков слуха. Глухота может наступить по разным причинам, в частности из-за травм и заболеваний, но значительная часть этих людей пострадала из-за генетических особенностей. Исследования указывают, что до 16 процентов случаев генетически вызванной глухоты приходится на мутацию в гене STRC , кодирующем белок стереоциллин.

Для нормального слуха важно, чтобы кончики волосковых клеток внутреннего уха контактировали с покровной мембраной. Тогда в результате звуковых волн мембрана смещается и раздражает волосковые клетки, которые будут способствовать передаче соответствующего сигнала в мозг, который будет восприниматься человеком как звук. А стереоциллин помогает микроворсинкам поддерживать этот контакт с покровной мембраной. При мутации в гене стереоциллина контакт нарушается, волосковые клетки не раздражаются как следует, что проявляется пороками слуха. Стремясь помочь таким пациентам, группа ученых из Бостонской детской больницы решила опробовать потенциал генной терапии.

Как испытывали генную терапию против порока слуха?

Для проверки возможности лечить глухоту исправлением гена ученые провели первые исследования на животных моделях — мышах с мутацией в гене Strc , соответствующей таковой у людей. Ученые хотели внести в клетки этих мышей правильный вариант гена, для доставки которого создали аденоассоциированные вирусы, нацеленные на волосковые клетки внутреннего уха. Но поскольку нуклеотидная последовательность гена Strc слишком велика, чтобы поместить ее в один вирус, было решено его разделить на две части, поместив их в разные вирусы и добавив к ним последовательность, что будет способствовать объединению фрагментов белка в клетке в полноценный стереоциллин. Далее исследователи ввели в организм новорожденных мышей путем инъекции в их внутренние уши оба аденоассоциированных вектора, или только один из них, для контроля.

Что случилось с мышами после генной терапии?

Гистологическое изучение тканей внутреннего уха мышей показало, что у контрольных животных нет стереоциллина в волосковых клетках. У мышей, получивших двойной вектор, белок присутствовал. Пучки микроворсинок волосковых клеток у этих животных через 4-12 недель тоже стали подобными таковым у генетически здоровых мышей: 64 процентов из них были хорошо организованы и связаны друг с другом, тогда как у контрольных микроворсинки были не сгруппированы, не способны нормально поддерживать. контакт с покровной мембраной.
 
Фото: Микроворсинки мышей с мутацией в гене Strc, прошедших двухвекторную генную терапию (справа) или нет (слева). Carl Nist-Lund, Холт / Гелеок Лаб, Бостон

Тестирование мышей показало, что после инъекции двойным вектором у половины испытуемых улучшилась чувствительность слуха и они смогли различать более широкий диапазон звуков. При этом у части животных показатели слуха приравнялись к таковым у здоровых.
 
Фото: Показатели слуха у здоровых животных (черный), животных с мутацией (красный) и животных с мутацией, прошедших двухвекторную генную терапию (зеленый). Olga Shubina-Oleinik et al. / Science Advances, 2021

Ученые довольны предварительными полученными результатами, в частности, подтверждением жизнеспособности их идеи с разделением гена в два вектора, однако указывают и на ограничения, которые придется обойти в последующих исследованиях. К примеру, из-за того, что инъекцию осуществляли новорожденным мышам, неясно, так же она сработает у взрослых.