Согласно новому исследованию, технология приглушения генов, основанная на CRISPR, может облегчать боль у мышей. Хотя этой терапии ещё далеко до применения на людях, учёные говорят, что это многообещающий подход к заглушению хронической боли, длящейся месяцами и годами. Сейчас хроническая боль обычно лечится опиоидами, например, морфином, что может приводить к зависимости.
«То, что лучшие лекарства от боли приводят к другому заболеванию — большая проблема, — говорит Маргарита Кальво, врач, специалист по боли из Папского университета Чили в Сантьяго, которая не принимала участия в исследовании. — И поэтому технология на CRISPR так вдохновляет».
Учёные уже оценивают возможности применения терапии, основанной на CRISPR, которые редактируют геном человека, для лечения заболеваний крови и некоторых форм наследственной слепоты. Новая версия CRISPR не редактирует гены напрямую, она просто подавляет их экспрессию, что не должно вызывать постоянных изменений, хотя пока не ясно, насколько долго длится её эффект.
Новый способ нацеливаться на боль
Некоторые исследования оценивают, что большая часть населения Европы и США — до 50% — испытывает хроническую боль. Со временем эта боль становится такой изнурительной, что она ограничивает активность человека и оказывает отрицательное влияние на его психическое здоровье. И несмотря на такую широкую распространённость этого состояния, существует очень мало вариантов долгосрочного облегчения боли без побочных эффектов. Более того, доктора постепенно уходят от выписывания опиоидов из-за дополнительных рисков, что ещё больше урезает их возможности.
Эта напасть вдохновила биоинженера Ану Морено и её коллег из Калифорнийского университета в Сан-Диего на поиски альтернативного лечения.
Боль регистрируется мозгом, когда стимул, такой как прикосновение к раскалённой сковороде или укол острым предметом, включает нейроны, которые посылают электрический сигнал через нервы спинного мозга в головной. Это происходит, когда похожие на поры ионные каналы в нейроне открываются и закрываются для прохода ионов, что создаёт электрический ток, передаваемый по нервам. При хронической боли часть этого пути становится гиперактивной.
Хотя существует много видов ионных каналов, исследования предполагают, что натриевый канал Nav1.7 может играть центральную роль в хронической боли. Когда у людей есть мутации в гене, кодирующем этот канал, они либо испытывают сильнейшую постоянную боль, либо не могут чувствовать никакую боль вообще.
Так что Морено и её команда решили, что они смогут прекратить передачу болевых сигналов в мозг, если нейроны не будут производить Nav1.7. Химики пытаются блокировать Nav1.7 низкомолекулярными лекарствами и антителами, но это сложно, потому что такая терапия также взаимодействует с похожими натриевыми каналами по всему телу, что приводит к онемению и снижению координации. Но исследователи подумали, что используя CRISPR, который специфически нацеливается на определённые гены, они смогут напрямую воздействовать на Nav1.7 без побочных эффектов.
Использование точности CRISPR
Команда начала с модифицированной версии белка Cas9, который обычно является частью системы CRISPR по редактированию генов. Он мог нацеливаться на последовательность ДНК, кодирующую Nav1.7, но не разрезать её. Исследователи прикрепили к модифицированному Cas9 второй, подавляющий белок, который предотвращает экспрессию Nav1.7. Затем они упаковали эту систему в маленький неактивный аденоассоциированный вирус, который мог бы доставлять её в клетки.
Они ввели мышам в спинной мозг инъекцию заглушающей гены терапии, а затем попытались вызвать у животных хроническую боль посредством инъекций лекарств для химиотерапии или воспалительных агентов. Эти мыши оказались более устойчивы к болезненным воздействиям. А мыши, которые уже страдали от хронической боли, как показала команда, почувствовали себя лучше от терапии. Например, мыши, получавшие дозы химиотерапии, становились очень чувствительны к боли, но теряли эту чувствительность после единичной инъекции генной терапии. Результаты были опубликованы в журнале Science Translational Medicine.
Облегчение боли длилось в некоторых случаях до 44 недель после инъекции. «Это довольно выдающийся результат», — говорит Сулейман Диб-Хадж, нейробиолог в Йельском университете в Нью-Хейвене, Коннектикут.
По словам Кальво, важно то, что процедура как будто выключила экспрессию Nav1.7 без отключения других натриевых каналов — мыши не теряли других ощущений, помимо боли, и не выказывали никаких других побочных эффектов.
Несмотря на восторг, учёные предупреждают, что эти результаты пока всё ещё предварительные, и они не знают, можно ли будет перенести эффект облегчения боли у мышей на людей. «Это даёт нам надежду, что подходы с применением генной терапии смогут сработать и у людей для лечения хронической боли, — говорит Диб-Хадж. — Но предстоит ещё много работы».
Морено сейчас является главой компании Navega Therapeutics в Сан-Диего, которая планирует разработку процедуры и надеется когда-нибудь испытать её на людях.
_______________
Перевод Антон Меньшенин , редактор Елена Королёва .
Исследование — Long-lasting analgesia via targeted in situ repression of NaV1.7 in mice