Мишенью для терапии болезни Гентингтона может быть альтернативный транскрипт гена HTT

Болезнь Гентингтона развивается из-за экспансии CAG-повторов в первом экзоне гена HTT, кодирующего белок гентингтин. Экспрессия такого мутантного гена (mHTT) опасна в первую очередь для нейронов. Несколько препаратов, направленных на снижение уровня мутантного гентингтина или его мРНК, находятся на разных этапах доклинических и клинических испытаний. CAG-повторы в mHTT способны нарушать процессирование пре-мРНК HTT, так что образуется продукт, состоящий только из первого экзона, — HTT1a. Этот продукт способен к трансляции, а полученные пептиды — к формированию токсичных агрегатов.

В новой работе исследователи из США и Великобритании выяснили, какие антисмысловые олигонуклеотиды лучше борются с проявлениями болезни Гентингтона у мышей с 111 CAG-повторами (Q111) — таргетирующие только mHTT или оба аллеля.

Для получения мышиных моделей болезни Гентингтона фрагмент в 296 п.о. в гене HTT — экзон 1 и интрон 1 — заменили на человеческий фрагмент в 590 п.о. с CAG-повторами. На этот человеческий фрагмент и нацелили антисмысловой олигонуклеотид MutASO, таргетирующий mHTT, но не HTT дикого типа. Олигонуклеотид PanASO таргетировал оба аллеля (экзон 42).

Антисмысловые олигонуклеотиды вводили мышам внутрижелудочковой инъекцией. Начинали терапию в возрасте 2,5 месяца, вторую инъекцию делали через 13 недель. Еще через 13 недель анализировали эффективность терапии. Как и ожидалось, олигонуклеотид PanASO снизил уровень как HTT, так и mHTT в мозге мышей дикого типа и мышей с повторами Q111. У мышей дикого типа уровень HTT снизился на 30%, у мышей Q111 — на 43%, а уровень mHTT — на 45%. MutASO снизил уровень mHTT на 86% у мышей Q111 и не повлиял на уровень HTT ни у одной из линий. Авторы продемонстрировали снижение уровней экспрессии этих генов и в отдельных областях мозга.

В качестве показателя нейротоксичности авторы отслеживали уровень легкой цепи нейрофиламента (NEFL). Уровень NEFL повышался в 3,5 раза через 23 недели после введения MutASO у мышей всех линий, что авторы интерпретировали как умеренную токсичность этого олигонуклеотида. PanASO значимо не повышал уровень NEFL. Ни одно вмешательство не повлияло на поведение мышей (у этой модели изменения в поведении не начинаются до 14–18 месяцев).

У мышей, моделирующих болезнь Гентингтона, отмечали также присутствие транскриптов Htt1a. Под действием PanASO не снижалось количество агрегатов Htt1a в полосатом теле, а вот MutASO подавлял образование агрегатов на 68%. Под влиянием MutASO у модельных мышей наблюдалась почти полное отсутствие крупных включений HTT, которые оставались лишь в 1% нейронов.

PanASO не нормализировал транскриптом нейронов полосатого тела у мышиной модели болезни Гентингтона, он менял экспрессию только двух генов, включая Htt. MutASO нормализовал уровни экспрессии 100 генов, включая Ppp1r1b, Penk и Scn4b.

Авторы подчеркивают, что селективный нокдаун только мутантного аллеля таким методом возможен только в этой модели. Более перспективным подходом может быть воздействие на конкретные структурные особенности или сайты сплайсинга, которые приводят к образованию HTT1a.

В парном исследовании другая группа ученых использовала малые интерферирующие РНК, чтобы снизить уровень HTT1a в мышиной модели zQ175DN. Авторы показали, что эти РНК подавляли агрегацию гентингтина и нормализовали транскриптом, но воздействие на Htt1a оказалось более эффективным в замедлении агрегации гентингтина и нарушений транскрипционной регуляции, чем воздействие на полноразмерный Htt.

Генная терапия замедлила течение болезни Гентингтона на 75% в КИ фазы 1/2