Ученые нашли способ доставлять гены в мозг, минуя главный барьер

Две ключевые инновации в одной платформе

1. Отбор капсидов in vivo на мышах с химерными человеческими глиальными клетками — библиотека капсид-модифицированных векторов AAV5 была протестирована на мышах с пересаженными человеческими глиальными клетками-предшественниками (hGPCs). С помощью ПЦР-отслеживания против внутренних органов команда выявила варианты, которые преимущественно заражают человеческие GPCs, астроциты и олигодендроциты в биологически релевантной среде мозга .

2. Глимфатическая доставка через инъекцию в большую цистерну в сочетании с гипертоническим раствором — интрацистернальное введение в сочетании с системной гипертоничностью использует поток жидкости глимфатической системы для распространения векторов по всему мозгу, избегая ГЭБ и сводя к минимуму нецелевую системную трансдукцию .

Этот двойной подход одновременно решает две давние проблемы: проникновение через ГЭБ и избирательное нацеливание на глиальные клетки, а не на нейроны.

Целевые терапевтические применения

Платформа нацелена на заболевания, связанные с дисфункцией глии и потерей белого вещества :

• Рассеянный склероз
• Болезнь Гентингтона
• Возрастная потеря белого вещества
• Редкие детские неврологические заболевания (заболевания белого вещества у детей)

Эти состояния объединяет общая черта: повреждение глиальных клеток и поддерживаемых ими трактов белого вещества. Доставляя терапевтические гены непосредственно к глиальным клеткам-предшественникам, платформа нацелена на восстановление или замену дисфункциональных клеток в их источнике.

Оставшиеся препятствия на пути к лечению пациентов

Хотя подход представляет собой значительный доклинический прогресс, прежде чем он дойдет до пациентов, необходимо преодолеть несколько препятствий. В пресс-релизе URMC и опубликованном препринте не указан подробный список оставшихся проблем, однако из более широкой литературы очевидны следующие пробелы и общие проблемы генной терапии на основе AAV:

• Безопасность и иммуногенность — векторы AAV могут вызывать иммунный ответ. Было показано, что вводимый в ЦНС AAV5, несущий чужеродные белки, вызывает полноценную иммунную реакцию в ткани мозга , а в 255 клинических испытаниях сообщалось о серьезных нежелательных явлениях, включая гепатотоксичность и нейротоксичность .

• Риск дозозависимой токсичности — системные дозы AAV выше примерно 1 × 10¹⁴ вирусных геномов на килограмм связаны с острыми и отсроченными токсическими эффектами, такими как тромботическая микроангиопатия и повреждение печени . Глимфатический подход направлен на снижение необходимых доз, но пороги доза-токсичность у человека пока не установлены.

• Перенос с мышей с химерными человеческими глиальными клетками на людей — капсиды были эволюционированы в мышиной модели с человеческими глиальными клетками. Эффективность, тропизм и безопасность могут отличаться в интактном человеческом мозге.

• Долговечность и долгосрочная экспрессия — как долго сохраняется экспрессия трансгена и требуется ли повторное введение доз (и возможно ли оно) через глимфатический путь, пока неизвестно.

• Производство и масштабируемость — вопрос производства сконструированных капсидов AAV5 клинического качества для доставки в мозг не рассматривался.

• Регуляторный путь и клинические испытания — клинические испытания не объявлены; исследование остается на стадии доклинического доказательства концепции.

Главный вывод: Платформа представляет собой значительный доклинический прогресс, одновременно решающий два давних препятствия — проникновение через ГЭБ и нацеливание на глиальные клетки. Однако она еще не вышла на уровень клинических испытаний, и стандартные вопросы безопасности, иммуногенности, дозирования и производства AAV остаются открытыми.