Чтобы уменьшить в крови уровень «плохого» холестерина, нужно отключить ген, который мешает печени его перерабатывать.

Исследователи из Пенсильванского университета пишут в Nature Biotechnology об очередном успехе в развитии генной медицины: с помощью генетических инструментов им удалось понизить уровень «плохого» холестерина в крови. Как известно, липиды вообще и холестерин в частности путешествуют по крови, связанные со специальными белками в так называемые липопротеины. Эти белково-липидные комплексы бывают разные, мы чаще всего слышим про липопротеины высокой плотности («хороший» холестерин) и липопротеины низкой плотности («плохой» холестерин). Плохим его называют потому, что чем больше таких липопротеинов, тем выше вероятность атеросклероза.

Липопротеины низкой плотности становятся причиной атеросклеротических бляшек на сосудистых стенках, которые сужают просвет сосудов и нарушают кровоснабжение тканей. (Иллюстрация: Manu5 / Wikipedia) 

В организме есть биохимические системы, которые выводят «плохой» холестерин из крови – главную роль тут играет печень, чьи клетки с помощью своих рецепторов связывают липопротеины низкой плотности и выполняют с ними те или иные манипуляции. Однако у нас есть еще фермент PCSK9, который разрушает рецепторы к липопротеинам. Если фермент слишком активен, то и рецепторов станет слишком мало, а значит, в крови окажется слишком много «плохого» холестерина. Чтобы такого не происходило, в клинике используют вещества, которые связываются с ферментом PCSK9 и снижают его активность. Однако не у всех людей такие методы терапии работают. Можно было бы подействовать не на фермент, а на его ген, но как это сделать?

Джеймс Уилсон (James M. Wilson) и его коллеги воспользовались другим ферментом, принадлежащим группе мегануклеаз. Они есть у архей, бактерий, вирусов, грибов, водорослей и некоторых растений. Мегануклеазы узнают в ДНК определенную последовательность нуклеотидов – генетических «букв», и расщепляют ее там, где узнали. Причем последовательность для узнавания довольно велика, а, как известно чем больше последовательность, тем меньше вероятности, что она встретится в геноме где-то еще. Иными словами, мегануклеазы режут ДНК только в каком-то одном месте. Такой фермент можно взять, например, у бактерий, настроить на нужную серию нуклеотидов в ДНК человека или животного и отправить в клетку.

Именно так и поступили исследователи. Они взяли ДНК, в которой была закодирована мегануклеаза против гена PCSK9, и запаковали ее в модифицированные вирусные частицы – обычное средство адресной доставки генов в клетки (такая же вирусная доставка генного лекарства используется сейчас при лечении гемофилии). Затем вирусные частицы отправили в печень макакам резуса.

В клетках печени ДНК, кодирующая мегануклеазу, должна была освободиться от вирусной оболочки, и по инструкциям, записанным в присланной ДНК, клетки должны были синтезировать лекарственный фермент. Затем мегануклеаза должна была найти и расщепить в собственной клеточной ДНК ген PCSK9, который мешает перерабатывать «плохой» холестерин. Конечно, разрыв в ДНК не остался бы незаделанным, но при ремонте ДНК в ней неизбежно появились бы мутации, так что отремонтированный ген кодировал бы уже неправильный белок, который бы плохо работал или не работал вообще. Все так и оказалось: активность PCSK9 в клетках печени макак упала на 45–84% (в зависимости от дозы генного лекарства), а уровень «плохого» холестерина – на 30–60%. Мегануклеазы портили не все гены PCSK9 во всех клетках: генетический анализ показал, что мутации есть в 40–65% генах; этого оказалось вполне достаточно, чтобы снизить уровень липопротеинов низкой плотности как минимум на треть.

Авторы работы особо подчеркивают, что само генное лекарство довольно быстро переставало работать, что было только плюсом: иммунитет не успевал начать атаку против незнакомого фермента. В продолжительном действии тут нет нужды: мегануклеаза должна просто один раз разрезать нужный ген, а потом от нее самой и от ее ДНК можно избавляться. Конечно, перед клиническими испытаниями тут нужно лишний раз убедиться, что мегануклеаза не режет ничего лишнего и что иммунитет действительно не успевает запустить масштабную войну против чужеродного белка. Однако то, что этот метод успешно опробовали даже не на грызунах, а на обезьянах (пусть и не человекообразных), позволяет надеяться, что те больные, которым не помогают обычные лекарства от атеросклероза, вскоре смогут воспользоваться новой генной терапией.