Значительным терапевтическим и восстановительным потенциалом при неврологических заболеваниях, таких как болезнь Хантингтона, обладают нейротрофические факторы, играющие важную роль в развитии и выживании нейронов. Однако их клиническое применение ограничено: эти белки практически не проходят через гематоэнцефалический барьер, имеют короткий период полураспада и вызывают серьезные побочные эффекты. Можно ли обойти все эти препятствия?

Система ЕС biodelivery, имплантируемая в мозг пациентов, содержит
живые генетически модифицированные клетки, вырабатывающие
терапевтический нейротрофический фактор. Окружающая клетки
мембрана позволяет этому белку поступать из устройства в ткани
головного мозга пациента. Таким способом можно воздействовать
на страдающие при болезни Хантингтона глубокие участки мозга
и отсрочить или предотвратить заболевание.
(Фото: Jens Tornøe, NsGene A/S, Ballerup, Дания)

Группа ученых из датской биотехнологической компании NsGene, специализирующейся на производстве биологических продуктов для лечения неврологических заболеваний, успешно устранила неврологические симптомы у лабораторных крыс, имплантировав устройство для доставки одного из генно-инженерных нейротрофических факторов непосредственно в мозг животных. О достигнутых результатах разработчики сообщают в журнале Restorative Neurology and Neuroscience.

Исследователи разработали систему, основанную на инкапсулированных клетках – Encapsulated Cell (ЕС) biodelivery, – применение которой требует обычной минимально инвазивной нейрохирургической процедуры и позволяет сделать мишенью терапевтических белков глубокие структуры головного мозга.

Объем доклинических и клинических данных, позиционирующих ЕС biodelivery как перспективный терапевтический метод доставки крупных биомолекул, постоянно растет, и последнее исследование датских ученых – подтверждение тому. Этот метод объединяет преимущества генной терапии с доказанной безопасностью удаляемого имплантата.

Исследователи создали похожее на катетер устройство, состоящее из полой волоконной мембраны, в которую заключена полимерная «подложка» – поверхность, к которой могут прикрепляться продуцирующие нейротрофический фактор клетки. После имплантации мембрана устройства позволяет белку поступать в ткань мозга, в то время как в обратном направлении – из тканей к клеткам – поступают питательные вещества. С помощью генной инженерии ученые получили клеточную линию ARPE-19, вырабатывающую нейротрофический фактор метеорин (Meteorin), играющий важную роль в развитии нейронов полосатого тела, дегенерация которых является характерным признаком болезни Хантингтона.

Устройства ЕС biodelivery были имплантированы в мозг крыс после инъекции животным хинолиновой кислоты – мощного нейротоксина, вызывающего эксайтотоксичность – компонент болезни Хантингтона. Были протестированы три разных типа имплантатов: устройства, заполненные высокопродуктивными клетками ARPE-19 (EC-Meteorin), устройства с немодифицированными клетками ARPE-19 (ARPE-19), а также устройства, не содержащие клеток. Моторная дисфункция тестировалась непосредственно перед инъекцией хинолиновой кислоты и через две-четыре недели после нее.

Устройства ЕС Meteorin в значительной степени защищали от индуцированной хинолиновой кислотой токсичности. Крысы с имплантированными устройствами этого типа демонстрировали почти нормальные неврологические характеристики и значительное по сравнению с контрольной группой сокращение потери клеток мозга, вызванной инъекцией хинолиновой кислоты. Анализ мозга животных показал заметное снижение объема поражения полосатого тела. На протяжении всего исследования системы ЕС biodelivery создавали и поддерживали стабильные или даже повышенные уровни метеорина, который быстро распространялся от источника к полосатому телу.

Болезнь Хантингтона можно с высокой точностью диагностировать генетическим тестированием. Предсимптоматическое назначение безопасного терапевтического лечения, обеспечивающего замедление развития или профилактику заболевания, принесет большую пользу пациентам. Безусловно, чтобы полностью оценить терапевтический потенциал метеорина, необходимы более точные модели болезни Хантингтона и дополнительное тестирование, в том числе и на безопасность, на более крупных, чем крысы, животных. Но датские ученые уверены, что ЕС biodelivery может стать технологической платформой для целевой терапии пациентов с болезнью Хантингтона.

Аннотация к статье

Encapsulated Cell-Based Biodelivery of Meteorin is Neuroprotective in the Quinolinic Acid Rat Model of Neurodegenerative Disease