Исследователи из Центра экспериментальных и клинических исследований (ECRC), совместного учреждения Центра Макса Дельбрюка и Charité—Universitätsmedizin Berlin, разработали многообещающий подход к редактированию генов, направленный на восстановление функции белка, необходимого для восстановления и роста мышц у пациентов с мышечными дистрофическими заболеваниями. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications .

Белок дисферлин в первую очередь отвечает за восстановление клеточных мембран. У людей с определенными мутациями в гене, кодирующем дисферлин, развивается мышечная дистрофия — группа заболеваний, связанных с истощением мышц, которая поражает тысячи людей по всему миру.

Профессор Симона Спулер и ее команда под руководством доктора Хелены Эскобар в лаборатории миологии ECRC успешно удалили мышечные стволовые клетки у двух пациентов с конечностно-поясной мышечной дистрофией, исправили генетическую ошибку и восстановили функционирование белков дисферлина в клеточной культуре. В новых мышиных моделях заболевания они использовали тот же процесс для сбора клеток, редактирования их и пересадки исправленных клеток обратно мышам, где функция белка была восстановлена, а мышцы начали расти заново.

Доклинические результаты дают команде уверенность в том, что можно двигаться дальше к клиническим испытаниям на людях . Это будет включать взятие мышечных клеток у пациентов, редактирование их в лаборатории и пересадку собственных клеток пациента обратно в целевые мышцы. Исследователи отмечают, что эта терапия не является полным излечением — она будет ограничена одной или двумя мышцами.

«В нашем теле более 600 мышц, и нелегко проработать их все», — говорит Спулер. «Мы начинаем очень скромно, прорабатывая одну-две мышцы. Но если эта терапия сработает, она вылечит мышцу».

Объем работы
Почти 20 лет Спулер и ее коллеги работали над изучением дисферлина, его роли в мышечной дистрофии и способов лечения этих редких, но разрушительных наследственных заболеваний. В случае конечностно-поясной мышечной дистрофии ухудшение состояния мышц прогрессирует, и молодые люди теряют способность ходить и нормально использовать руки и кисти.

«Вы можете превратиться из хорошего спортсмена в подростка в человека, передвигающегося в инвалидном кресле, к 40 годам», — говорит Спулер, которая видит это на собственном опыте, наблюдая за пациентами амбулаторной клиники ECRC.

Эскобар, автор первой статьи и молекулярный биолог в лаборатории Спулера, работает над методами сбора мышечных стволовых клеток у пациентов и использования инструментов редактирования генов для исправления мутаций.

«Мы начали с более распространенной мутации, чтобы иметь возможность помочь как можно большему количеству пациентов», — говорит Эскобар.

Рефрейминг, опосредованный мРНК SpCas9, эффективно восстанавливает экспрессию белка дисферлина и корректирует локализацию в MuSC пациента, сохраняя при этом их миогенный профиль. Кредит: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55086-0
Классический CRIPSR
Чтобы исправить мутацию дисферлина, Эскобар использует технологию CRISPR-Cas9, которую часто называют «ножницами для редактирования генов» и за которую в 2020 году была присуждена Нобелевская премия. Молекулярные ножницы направляются в точное место вдоль молекулы ДНК, а затем разрезают ее, заставляя клетку восстанавливать ДНК.

Цель состоит в том, чтобы исправить мутацию в процессе восстановления, что приведет к правильно функционирующему гену. Исследователи протестировали свою систему редактирования на нескольких клеточных моделях, и все они дали очень похожие результаты: она работала с высокой вероятностью успеха и минимальными непреднамеренными последствиями.

Примечательно, что редактирование не привело к точному совпадению с желаемой генетической последовательностью, и в сгенерированном белке дисферлине было четыре изменения. Команда провела тщательный анализ изменений в сотрудничестве с профессором Оливером Даумке, который возглавляет лабораторию структурной биологии мембранно-ассоциированных процессов в Центре Макса Дельбрюка.

«Даже с учетом этих четырех изменений сгенерированный белок по своей функции очень похож на дикий тип, который является версией, которую мы видим у здоровых людей. Он локализовался вдоль поврежденных клеточных мембран, и мышцы регенерировались», — говорит Эскобар.

Решающая модель и клиническое исследование
В рамках этого проекта исследователи разработали новую модель мыши в сотрудничестве с доктором Ральфом Кюном, который возглавляет лабораторию генной инженерии и моделей заболеваний в Центре Макса Дельбрюка. Модель мыши точно имитирует конкретную мутацию дисферлина и вызванное ею заболевание, и позволила исследователям оценить, как работает полная терапия — взятие мышечных стволовых клеток, их исправление и пересадка клеток обратно. Они особенно хотели узнать, будет ли иммунная система отвергать клетки или атаковать сгенерированные белки дисферлина.

«Мы не увидели иммунного ответа против трансплантированных клеток или сгенерированных белков, что дает основания для проведения клинических испытаний», — говорит Спулер.

Сейчас команда ищет средства для запуска первого клинического испытания на людях. Если испытание пройдет успешно, пройдет еще много лет, прежде чем оно станет широкодоступным.

Симона Шпулер и Хелена Эскобар являются соавторами патентной заявки на редактирование генов человеческих мышечных стволовых клеток , которая находится на рассмотрении . Шпулер является соучредителем MyoPax GmbH и MyoPax Denmark ApS.