Предложен метод генноинженерной терапии поликистоза почек

В большинстве случаев развитие аутосомно-доминантной поликистозной болезни почек обусловлено мутацией в гене PKD1, кодирующем полицистин 1. Однако этот ген слишком велик, чтобы поместиться в вектор для генной инженерии. Американские ученые показали, что для облегчения симптомов поликистоза у мыши достаточно небольшого C-концевого фрагмента полицистина 1 длиной 200 аминокислот.

Credit:
123rf.com

Аутосомно-доминантная поликистозная болезнь почек — это наследственное заболевание, приводящее к образованию кист в почках. Его вызывают мутации в генах PKD1 или PKD2. Кисты увеличиваются в размерах, нарушая функции почек и становясь причиной хронической почечной недостаточности. Кистозная болезнь может вызывать и другие осложнения, такие как высокое кровяное давление, инфекции мочевыводящих путей и кровоизлияния в кисты. Заболевание встречается часто, примерно у одного человека на тысячу.

Ген PKD1 находится на хромосоме 16 и кодирует белок полицистин 1 (polycystin 1, PC1). PC1 — это большой трансмембранный гликопротеин, содержащий 11 трансмембранных доменов и цитоплазматический хвост. Мутации в гене PKD1 встречаются в приблизительно 78% всех случаев поликистозной болезни почек. То есть PKD1 — привлекательная мишень для генной терапии. Проблема в том, что ген слишком велик, чтобы уместиться в большинство векторов. В новой работе исследователи из США показали, что для облегчения симптомов поликистоза у мышей достаточно доставить небольшой фрагмент гена, который легко поместится в вирусный вектор. Этот фрагмент кодирует белок размером 200 аминокислот, который представляет собой С-конец полноразмерного белка PC1 (PC1-CTT, аминокислоты 4104–4303).

Авторы получили линию трансгенных мышей с конструкцией, кодирующей PC1-CTT, и скрестили их с мышами, у которых под действием доксициклина происходит нокаут PKD1. У потомства этих мышей после введения доксициклина в почечных эпителиальных клетках с нокаутом PKD1 начинает экспрессироваться PC1-CTT. В результате образование кист значительно замедляется, что видно по снижению медианного отношения веса почек к массе тела от 15,78% у контрольных мышей до 4,03%. Также снижался уровень азота мочевины и креатинина.

Исследователи захотели посмотреть, чем обусловлен эффект экспрессии PC1-CTT. Они показали, что с ним взаимодействует митохондриальный фермент никотинамиднуклеотидтрансгидрогеназа (Nicotinamide Nucleotide Transhydrogenase, NNT). При этом облегчение симптомов поликистоза зависело от присутствия NNT. Взаимодействие между PC1-CTT и NNT модулировало пролиферацию клеток кист и тубулярных клеток, метаболический профиль, функцию митохондрий и окислительно-восстановительное состояние.

Исследование имеет большое значение для понимания механизмов развития и лечения поликистоза почек. Наличие С-конца PC1 и его целостность может играть ключевую роль при прогнозировании выживаемости пациентов с аутосомно-доминантной поликистозной болезнью почек и способствовать продлению жизни пациентов. Дальнейшие исследования определят, может ли экспрессия фрагмента PC1 воспроизвести способность полноразмерного белка изменять течение поликистоза.

Органоиды почек помогут в поисках лекарства от поликистоза

Источник:

Onuchic L., et al., The C-terminal tail of polycystin-1 suppresses cystic disease in a mitochondrial enzyme-dependent fashion / Nature Communications, 14, 1790, published online March 30, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-37449-1

Добавить в избранное