Учёные возродили древний ген для борьбы с подагрой и жировой болезнью печени

от

Подагра — это форма артрита, вызванная кристаллами, которые накапливаются в суставах и вызывают отёки и боль. Это одно из древнейших заболеваний человечества. Учёные из Университета штата Джорджия, возможно, нашли древнее решение для его лечения.

В исследовании, опубликованном в Scientific Reports, учёные использовали генное редактирование CRISPR, чтобы вернуть ген, который люди утратили миллионы лет назад, и при этом снизить уровень мочевой кислоты, вызывающей подагру и другие заболевания.

Недостающий элемент — уриказа

Уриказа — это фермент, который есть у большинства животных. Уриказа расщепляет мочевую кислоту — продукт жизнедеятельности, который накапливается в крови. Когда её уровень становится слишком высоким, мочевая кислота образует кристаллы в суставах и почках, что приводит к болезненной подагре, заболеваниям почек и другим проблемам со здоровьем.

Люди и другие человекообразные обезьяны утратили ген уриказы примерно 20–29 миллионов лет назад. Некоторые учёные предполагают, что это было не так уж плохо в то время. Исследователи, такие как доктор Ричард Джонсон из Университета Колорадо, предположили, что более высокий уровень мочевой кислоты помогал ранним приматам превращать фруктовый сахар в жир, что давало преимущество в выживании во время нехватки пищи, согласно исследованию 2011 года, опубликованному в Seminars in Nephrology.

Однако то, что когда-то помогало нашим предкам выжить, теперь способствует развитию современных заболеваний. Именно это и решил оспорить Эрик Гоше, профессор биологии в Университете штата Джорджия, и его команда.

«Без уриказы люди остаются уязвимыми, — сказал Гоше, соавтор исследования. — Мы хотели увидеть, что произойдёт, если мы активируем сломанный ген».

Результаты исследования

Гоше и его команда использовали CRISPR-Cas9 — инструмент для редактирования генов, который часто называют молекулярными ножницами, — чтобы поместить реконструированный древний ген уриказы в клетки печени человека, чтобы увидеть, как работает фермент.

Результаты были впечатляющими: уровень мочевой кислоты снизился, а накопление жира в клетках печени, вызванное фруктозой, было предотвращено. Но результаты в изолированных клетках не всегда достаточны, поэтому команда пошла дальше.

Чтобы увидеть, будет ли ген вести себя так же в более сложных условиях, команда перешла от простых клеток печени к трёхмерным сфероидам печени. Эти миниатюрные выращенные в лаборатории ткани имитируют работу органов в организме. Возрождённый ген уриказы снизил уровень мочевой кислоты и там. Фермент также попал в пероксисомы — крошечные отсеки внутри клеток, где уриказа обычно выполняет свою работу. Это говорит о том, что терапия может безопасно функционировать в живых системах, а не только в изолированных клетках.

«Активируя уриказу в клетках печени человека, мы снизили уровень мочевой кислоты и остановили превращение клетками избытка фруктозы в триглицериды — жиры, которые накапливаются в печени», — сказал Гоше.

Это открытие имеет значение далеко за пределами подагры. Высокий уровень мочевой кислоты, также называемый гиперурикемией, связан с рядом современных проблем со здоровьем, а не только с болезненными суставами. Исследования связывают его с гипертонией и сердечно-сосудистыми заболеваниями, среди прочих — с рисками, которые исследователи, такие как Джонсон, сравнили с высоким уровнем холестерина, согласно исследованию 2003 года, опубликованному в журнале Hypertension.

Эти риски не просто теоретические. Они чётко проявляются в данных пациентов. Примерно у четверти до половины пациентов с высоким кровяным давлением также наблюдается повышенный уровень мочевой кислоты, а в новых случаях гипертонии совпадение достигает 90%, согласно исследованию.

«Гиперурикемия — это опасное состояние, — сказал Гоше. — Снижая уровень мочевой кислоты, мы потенциально можем предотвратить сразу несколько заболеваний».

Текущие методы лечения подагры подходят не всем, а некоторые пациенты плохо реагируют на лабораторные препараты уриказы. Подход на основе CRISPR может обойти эти проблемы, восстановив уриказу внутри клеток печени.

«Наш подход с редактированием генома может позволить пациентам жить без подагры и потенциально предотвратить жировую болезнь печени», — сказал Гоше.

Далее последуют исследования на животных, а затем, если результаты сохранятся, и испытания на людях. Возможные варианты доставки варьируются от прямых инъекций до возвращения пациентам модифицированных в лаборатории клеток печени. Ещё один вариант — липидные наночастицы — та же технология, которая используется в некоторых вакцинах против COVID-19.

Если подход окажется безопасным, сказал Гоше, он может изменить лечение подагры и связанных с ней метаболических заболеваний. Но препятствия остаются.

«Редактирование генома всё ещё сталкивается с серьёзными проблемами безопасности, — сказал он. — Как только они будут решены, общество столкнётся с бурными этическими дискуссиями о том, кто должен и не должен иметь к нему доступ».

Предоставлено:
[Университет штата Джорджия](https://phys.org/partners/georgia-state-university/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте