Щоб зменшити рівень «поганого» холестерину, потрібно вимкнути ген, який заважає печінці його переробляти.
Дослідники з Пенсильванського університету пишуть у Nature Biotechnology про черговий успіх у розвитку генної медицини: за допомогою генетичних інструментів їм вдалося знизити рівень «поганого» холестерину в крові. Як відомо, ліпіди взагалі і холестерин зокрема подорожують по крові, пов'язані зі спеціальними білками в так звані ліпопротеїни. Ці білково-ліпідні комплекси бувають різні, ми найчастіше чуємо про ліпопротеїни високої щільності («хороший» холестерин) і ліпопротеїни низької щільності («поганий» холестерин). Поганим його називають тому, що чим більше таких ліпопротеїнів, тим вища ймовірність атеросклерозу.
В організмі є біохімічні системи, які виводять «поганий» холестерин з крові - головну роль тут відіграє печінка, чиї клітини за допомогою своїх рецепторів пов'язують ліпопротеїни низької щільності і виконують з ними ті чи інші маніпуляції. Однак у нас є ще фермент PCSK9, який руйнує рецептори до ліпопротеїнів. Якщо фермент занадто активний, то і рецепторів стане занадто мало, а значить, в крові виявиться занадто багато «поганого» холестерину. Щоб такого не відбувалося, в клініці використовують речовини, які зв'язуються з ферментом PCSK9 і знижують його активність. Однак не у всіх людей такі методи терапії працюють. Можна було б подіяти не на фермент, а на його ген, але як це зробити?
Джеймс Вілсон (James M. Wilson) і його колеги скористалися іншим ферментом, що належить групі мегануклеаз. Вони є у архей, бактерій, вірусів, грибів, водоростей і деяких рослин. Мегануклеази дізнаються в ДНК певну послідовність нуклеотидів - генетичних «букв», і розщеплюють її там, де дізналися. Причому послідовність для впізнавання досить велика, а, як відомо чим більше послідовність, тим менше ймовірності, що вона зустрінеться в геномі десь ще. Іншими словами, мегануклеази ріжуть ДНК тільки в якомусь одному місці. Такий фермент можна взяти, наприклад, у бактерій, налаштувати на потрібну серію нуклеотидів в ДНК людини або тварини і відправити в клітку.
Саме так і вчинили дослідники. Вони взяли ДНК, в якій була закодована мегануклеаза проти гена PCSK9, і запакували її в модифіковані вірусні частинки - звичайний засіб адресної доставки генів у клітини (така ж вірусна доставка генних ліків використовується зараз при лікуванні гемофілії). Потім вірусні частинки відправили в печінку макакам резусу.
У клітинах печінки ДНК, яка кодує мегануклеазу, повинна була звільнитися від вірусної оболонки, і за інструкціями, записаними в надісланій ДНК, клітини повинні були синтезувати лікарський фермент. Потім мегануклеаза повинна була знайти і розщепити у власній клітинній ДНК ген PCSK9, який заважає переробляти «поганий» холестерин. Звичайно, розрив в ДНК не залишився б незаделеним, але при ремонті ДНК в ній неминуче з'явилися б мутації, так що відремонтований ген кодував би вже неправильний білок, який би погано працював або не працював взагалі. Все так і виявилося: активність PCSK9 у клітинах печінки макак впала на 45-84% (залежно від дози генних ліків), а рівень «поганого» холестерину - на 30-60%. Мегануклеази псували не всі гени PCSK9 у всіх клітинах: генетичний аналіз показав, що мутації є в 40-65% генах; цього виявилося цілком достатньо, щоб знизити рівень ліпопротеїнів низької щільності як мінімум на третину.
Автори роботи особливо підкреслюють, що самі генні ліки досить швидко переставали працювати, що було тільки плюсом: імунітет не встигав почати атаку проти незнайомого ферменту. У тривалій дії тут немає потреби: мегануклеаза повинна просто один раз розрізати потрібний ген, а потім від неї самої і від її ДНК можна позбавлятися. Звичайно, перед клінічними випробуваннями тут потрібно зайвий раз переконатися, що мегануклеаза не ріже нічого зайвого і що імунітет дійсно не встигає запустити масштабну війну проти чужорідного білка. Однак те, що цей метод успішно випробували навіть не на гризунах, а на мавпах (нехай і не людиноподібних), дозволяє сподіватися, що ті хворі, яким не допомагають звичайні ліки від атеросклерозу, незабаром зможуть скористатися новою генною терапією.