Генная терапия гладкомышечных клеток предотвращает атеросклероз в мышиных моделях прогерии

Прогерия, или синдром Гетчинсона — Гилфорда, — это редкое наследственное заболевание, для которого характерно преждевременное старение. Средняя продолжительность жизни пациентов с прогерией — 14,6 лет. Болезнь развивается из-за экспрессии прогерина — продукта гена ламина А (LMNA) с гетерозиготной мутацией. Частым осложнением прогерии является атеросклероз, который приводит к инфаркту миокарда, инсульту и сердечной недостаточности. Недавние исследования на животных показали, что мутацию можно скорректировать с помощью генной терапии. Но для дальнейших исследований в этом направлении требуется идентифицировать клетки, элиминация прогерина в которых приведет к наиболее благоприятному результату. Международный коллектив ученых показал, что для предотвращения атеросклероза в мышиных моделях прогерии оптимальная мишень генной терапии — это сосудистые гладкомышечные клетки, а не эндотелиальные клетки.

Авторы разработали мышиную модель прогерии — HGPSrev. Во всех клетках организма у этих мышей вместо ламина А экспрессируется прогерин. Однако под действием тамоксифена экспрессия прогерина подавляется, а экспрессия ламина А восстанавливается. Исследователи вывели еще две мышиные модели, в которых при введении тамоксифена экспрессия ламина А восстанавливается только в конкретных клетках, а именно в эндотелии (HPGSrev-Cdh5-CreERT2) и в гладких мышцах сосудов (HPGSrev-SM22α-Cre). Для того, чтобы вызвать у животных атеросклероз, им внутривенно вводили аденовирусный вектор, несущий мутантную гидролазу PCSK9 (участвует в гомеостазе холестерина), а потом в течение двух месяцев содержали на диете с высоким содержанием жиров. Это приводило к повышению уровня холестерина и ЛПНП в крови у животных и увеличению риска атерогенности.

Мышам дикого типа, HGPSrev, HGPSrev-Cdh5-CreERT2 и HPGSrev-SM22α-Cre давали тамоксифен в возрасте 1,5 месяцев, задолго до проявления первых симптомов прогерии, а экспрессирую прогерина проверяли в возрасте 12 месяцев. У мышей линии HGPSrev-Cdh5-CreERT2 экспрессия прогерина была подавлена в эндотелии аорты, сердца, печени и почек, а в сердечном эндотелии восстановилась экспрессия ламина А. Тем не менее, такие животные мало отличались от линии HGPSrev: у них также наблюдалась потеря массы тела, потеря гладких мышц в аорте и ранняя гибель. И у контрольной группы, и у мышей HGPSrev-Cdh5-CreERT2 во внутренней оболочке аорты скапливались лейкоциты. При повышенном риске атерогенности такие мыши, как и мыши HGPSrev, были подвержены атеросклерозу аорты.

У мышей линии HPGSrev-SM22α-Cre экспрессия прогерина была подавлена в гладкомышечных клетках сосудов и в кардиомиоцитах, восстанавливалась экспрессия ламина А. Это предотвращало гибель гладкомышечных клеток в аорте, характерную для прогерии, а также развитие сосудистого фиброза. Такие животные в среднем жили дольше. При повышенном риске атерогенности у мышей HPGSrev-SM22α-Cre также не развивалось фиброза и не наблюдалось гибели гладкомышечных клеток аорты. Атеросклероз у них не развивался; по этим параметрам животные были схожи с мышами из контрольной группы.

Таким образом, ученые показали, что оптимальная клеточная мишень для генной терапии прогерии — это гладкомышечные клетки сосудов, а не сосудистый эндотелий. У мышей, у которых редактировались только гладкие мышцы сосудов, не было характерного для прогерии атеросклероза, который часто становится причиной гибели пациентов. Таргетирование только одного типа клеток может стать хорошей стратегией в лечении прогерии, так как потребует более низких доз препарата.

Как долго может прожить человек. Рассказывает Александр Тышковский из Гарвардской медицинской школы