Кардиомиопатия — группа заболеваний, при которых сердечная мышца ослабевает, теряет способность эффективно перекачивать кровь, а само сердце увеличивается в размерах. Эти болезни поражают около 30 млн человек по всему миру. Для многих из них, особенно для детей, единственный вариант — трансплантация сердца. Но органов не хватает, а операция сопряжена с огромными рисками.
Исследователи из Детского исследовательского института Мердока (MCRI, Мельбурн, Австралия) предложили принципиально иное решение. В статье, опубликованной в научном журнале Nature Cardiovascular Research, они описывают генную терапию, которая может изменить правила игры.
В центре внимания — ген ALPK3. Его мутации вызывают тяжелую форму кардиомиопатии с ранним началом. Ученые создали мышиную модель, у которой при рождении был «сломан» этот ген. Животные развивали увеличенное сердце и сниженную сократительную способность — точно как у детей с ALPK3-мутациями.
Затем исследователи ввели здоровую копию гена ALPK3 с помощью однократной инъекции. Результат превзошел ожидания. У новорожденных мышей терапия предотвратила развитие болезни. У взрослых мышей — полностью обратила уже существующую кардиомиопатию. Сердце восстановило свою структуру и насосную функцию.
Добавляя здоровую версию ALPK3 с помощью нашей генной терапии, мы восстановили структурный каркас больных клеток сердца и вернули насосную мощность отказывающим сердцам.
Ученые пошли дальше. Они вырастили в лаборатории «мини-сердца» — сердечную ткань из стволовых клеток, взятых у пациентов с той же мутацией ALPK3. Заменив дефектную копию гена на здоровую, они полностью восстановили силу и ритм сокращений в этих тканях.
Но самое интересное — ALPK3 оказался связан с другими генами, вызывающими кардиомиопатию. С помощью искусственного интеллекта (инструмент Geneformer) исследователи предсказали, что ALPK3 особенно тесно связан с геном TTN (титин). Мутации в TTN (TTNtv) — самая частая генетическая причина дилатационной кардиомиопатии, на них приходится до четверти всех случаев. Ген TTN настолько велик, что его невозможно заменить существующими технологиями. Но оказалось, что добавление здорового ALPK3 улучшает сократимость даже в сердечной ткани с мутациями TTN.
Необходимы дополнительные исследования безопасности перед началом испытаний на людях, но ученых поразили результаты доклинических наблюдений.
Среди тех, на кого это исследование дает надежду, — девятилетняя Кейт, у которой диагностирована гипертрофическая кардиомиопатия (вызвана мутацией в гене MYH7). В возрасте трех лет ей сделали сложную операцию на открытом сердце. Ее мама Карли говорит: «Мы надеемся, что с развитием медицины когда-нибудь появится лекарство от ГКМП. Исследование MCRI дает нам эту надежду».
Ранее Наука Mail рассказывала о создании первого атласа сигналов сердца.