мРНК-терапия доставляет в клетки внутриклеточные антитела к тау-белку

Для болезни Альцгеймера характерно накопление внеклеточных амилоидных бляшек и внутриклеточных гиперфосфорилированных клубков тау-белка. В прошлом году в США были одобрены два моноклональных антитела против бета-амилоида — леканемаб и адуканумаб. С антителами против тау-белка ситуация обстоит сложнее. Они помогают бороться с патологией у животных моделей, однако неэффективны у людей. Это может быть связано с тем, что антитела, которые обычно вводят внутривенно, не могут пересечь гематоэнцефалический барьер. Кроме того, есть мало данных, подтверждающих, что антитела проникают внутрь нейронов и взаимодействуют там с тау. Предполагается, что они связывают внеклеточный тау-белок и предотвращают прионоподобное распространение таупатии. Австралийские ученые предложили новый подход к терапии болезни Альцгеймера с помощью внутриклеточных антител (интрабоди) к тау-белку, которые будут доставляться в клетки в форме мРНК и препятствовать образованию агрегатов из тау.

Сначала ученые сравнили экспрессию и эффективность связывания тау-белка полноразмерного антитела (RNJ1) и интрабоди, которое состоит из его одноцепочечного вариабельного фрагмента (scFv). мРНК, кодирующую эти белки, заключали в липосомы и трансфицировали ими клетки нейробластомы SH-SY5Y.

Авторы показали, что трансфекция клеток двумя мРНК, кодирующими тяжелую и легкую цепь полноразмерного антитела RNJ1, приводила к экспрессии этого белка и его секреции в среду. Фолдинг антитела проходил нормально. Исследователи также сравнили способность такого антитела связывать рекомбинантый тау-белок с двумя положительными контролями — с еще одним антителом Tau-5 и с тем же антителом RNJ1, которое было получено классическим рекомбинантным путем. Иммуноблоттинг показал, что во всех трех случаях антитела могли связывать тау-белок, однако связывание RNJ1, полученного с мРНК, с агрегатами тау не было продемонстрировано. Ученые объяснили это тем, что концентрация этого антитела в среде была довольно низкой по сравнению с очищенным рекомбинантным антителом того же типа.

После доставки в клетки мРНК, кодирующую scFv, наблюдалась стабильная экспрессия интрабоди. Эффективность трансфекции была одинаковой для мРНК и для плазмидной ДНК (пДНК), однако уровень экспрессии белка был выше для мРНК.

Способность интрабоди к связыванию внутриклеточного тау-белка ученые проверили на первичной культуре мышиных нейронов гиппокампа. В отличие от некоторых других антител против тау-белка, RNJ1 может связывать как тау человека, так и мыши. После трансфекции нейронов интрабоди в основном располагались в теле и отростках нейронов — в тех же участках клетки, где локализован тау-белок. Однако иммунофлуоресцентный анализ клеток нейробластомы SH-SY5Y, в которых тау был сопряжен с флуоресцентным GFP, показал, что в них интрабоди, транслированные с мРНК, преимущественно располагаются в ядре, а не в цитоплазме. Напротив, интрабоди распределялись по клетке более равномерно при использовании для трансфекции пДНК, а не мРНК. Тем не менее, в обоих случаях интрабоди и внутриклеточный тау-белок ко-локализовались, что может говорить об их взаимодействии. Это подтвердили соосаждением белков (pull-down) после трансфекции тау-GFP и scFv.

Исследователи считают, что предложенные ими интрабоди могут оказаться более эффективными для лечения таупатии при болезни Альцгеймера, чем классические антитела против внеклеточного тау-белка. Также они считают, что доставка в клетки мРНК, кодирующей антитело, — это более дешевый подход по сравнению с введением в кровоток очищенных рекомбинантных антител. В то же время остается проблема доставки такой мРНК в клетки мозга, так как ее нужно «упаковать» в носители, способные пересекать гематоэнцефалический барьер.

Подавление активности PDE4B смягчило симптоматику болезни Альцгеймера у мышей