Необъяснимое медицинское приключение: Кармен, девушка, которая владеет ключом к лечению генетических заболеваний

МАДРИД - Кармен было всего три месяца, когда на Крещение 2021 года она попала в больницу с конвульсиями, киванием головы, возбужденным дыханием и миганием. Прогноз был ужасен: "Ей осталось жить шесть месяцев". Хавьер Сильва, ее отец, помнит пустоту в палате, головокружение, боль, которая мешала ей думать и двигаться. Но Кармен цеплялась за жизнь и продержалась три года. Ее стремление к жизни заставило родителей бороться дальше, отрицать предзнаменование и искать в окружающем мире хоть какую-то надежду. И они нашли ее у Анхеля Карраседо, директора Фонда государственной медицины ксеномики Галеги, и в Центре исследований в области молекулярной медицины и болезней (Cimus). Они выяснили, что причиной болезни, из-за которой Кармен теряет 94 % трудоспособности, является странная мутация, и открыли две возможности для лечения: редактирование генов и мессенджер РНК. Кармен и миллионы людей, чьи жизни оборвались из-за ошибки в информации, на которой построена жизнь, зависят от этих альтернатив. Маленькая девочка живет в Бенальмадене (Малага) со своими родителями, 51-летним Хавьером и 38-летней Лаурой Бергильос. С первого диагноза - эпилептическая энцефалопатия и энцефалопатия развития со злокачественными мигрирующими фокальными припадками, известная как "злокачественная эпилепсия младенцев", - они обратились к ней. "Мы устроили дома больницу, и я научилась быть сиделкой для своей дочери", - вспоминает Лора, только что закончившая сеанс стимулирующей терапии, который она повторяет ежедневно. Бабушка и дедушка Кармен по материнской линии входят в команду постоянного ухода. Кармен не может управлять своими мышцами и с трудом удерживает голову поднятой в течение нескольких секунд. Ее руки и ноги принадлежат родителям, бабушке и дедушке, а стоячая рама - устройство, похожее на стульчик, - позволяет ей оставаться в вертикальном положении. Он ест через желудочную кнопку из-за дисфагии (трудности или абсолютной невозможности глотать) и не может говорить. Но улыбки наполняют дом, полный света и красок, которые отражают то, что, по словам Хавьера, является главным лечением: "привязанность". С помощью этого лекарства, двух ежедневных противоэпилептических препаратов и новой кетогенной диеты (с высоким содержанием жиров, низким содержанием углеводов и умеренным содержанием белков), которая является дополнительной и временной из-за ее долгосрочных побочных эффектов, приступы Кармен сократились до одного в день ("она страдала от 50 каждые 24 часа", - говорит Лаура), и она демонстрирует робкие функциональные успехи. Но решение проблемы более сложное, оно направлено на устранение первоначальной причины - ошибки в генетическом коде GABRB3, которая препятствовала нормальному развитию с эмбриональной стадии. Карраседо - один из самых влиятельных генетиков в мире, профессор Университета Сантьяго-де-Компостела и содиректор Сети биомедицинских исследований редких заболеваний (Ciberer). Когда он услышал историю Кармен, то без колебаний включился в это дело. "Мутация в гене GABRB3 Кармен делает его нефункциональным и порождает целый ряд проблем: не только эпилепсию, но и гипотонию [мышечную слабость], невроз и нарушение развития", - объясняет Карраседо. Всего около 20 000 генов кодируют белки - около 1 % от всего человеческого генома. Многие из них являются генами синапсов - связей между нейронами, и этот - один из них. Мутация Кармен уникальна, но есть и другие люди с мутациями в этом гене. Это редкое заболевание, сверхредкое, если смотреть только на частоту в популяции, но вместе они составляют 8 % всех заболеваний. Это не тривиально. Есть много, много людей, у которых абсолютно аналогичные проблемы с другими генами, - добавляет Карраседо, - Это один из ключей к гонке со временем, которую ведут все, кто окружает маленькую девочку". В Испании, по данным Испанской федерации редких заболеваний (Feder), три миллиона человек страдают от редких заболеваний - 400 миллионов в мире, - а диагностика задерживается на срок от четырех до десяти лет. Хуан Каррион, президент Feder, подсчитал, что "более 70 % заболеваний имеют генетическое происхождение, а два из каждых трех проявляются в детстве". Поэтому дверь, открытая для Кармен с точки зрения протокола диагностики и возможного лечения, - это надежда для тысяч людей. "Но стратегия сложна. В самом общем виде генная терапия заключается в определении гена и мутации, вызывающей проблему, устранении дефектного участка цепи и замене его на правильный, чтобы он снова заработал благодаря технике CRISPR, разработанной Эммануэлем Шарпантье и Дженнифер Дудна на основе исследований испанского микробиолога Франсиса Мохики и удостоенной Нобелевской премии в 2020 году. В случае с Кармен все гораздо сложнее: "Команда исследователя из Университета Сантьяго-де-Компостела (USC) Катарины Аллеге в Cimus проанализировала весь экзом (часть генома, состоящая из экзонов, кодирующих частей генов), чтобы добраться до GABRB3, мутация которого уже была описана как патогенная. "Поскольку добраться до точной точки в мозге Кармен невозможно, используются ткани или плюрипотентные стволовые клетки из крови, способные образовывать все клетки в организме. Они показывают карту нейронов девочки и, по сравнению с контрольными моделями, точно определяют конкретную мутацию. "Эти же клетки позволяют нам воссоздать органоид - ткань, похожую на мозг Кармен. "Это дает нам гораздо более глобальную информацию, потому что у нас есть не отдельные нейроны, а все группы, взаимодействующие друг с другом", - объясняет Аллеге. Эта сложная модель была фундаментальной, потому что она давала ключ к одной из стратегий лечения. "Мы обнаружили, что в случае Кармен ген GABRB3 экспрессируется очень слабо, как в органоиде, так и в контрольном органе [модель, на которую он должен быть похож], начиная с ранних стадий развития. Через 15, 30 или 45 дней он экспрессируется очень слабо или не экспрессируется вовсе. Мы делаем вывод, что это ген, который действует на ранних стадиях эмбрионального развития, но затем он больше не нужен". "Таким образом, гипотеза исследования заключается в том, что повреждение в Кармене произошло на ранних стадиях, и что, учитывая практически нулевую экспрессию гена после этих ранних стадий развития, модификация GABRB3 может быть бесполезной". "Даже если мы отправим CRISPR, чтобы попытаться исправить мутацию, если этот ген больше не экспрессируется, если он больше не производит белки, потому что в них больше нет необходимости, мы ничего не изменим, - резюмирует исследователь. Это открытие заставляет нас переосмыслить стратегию". Целью становится не только исходный ген, но и те, на которые следовало бы повлиять на ранних эмбриональных стадиях. "Гены взаимодействуют друг с другом в рамках путей, и в них мы можем определить другой ген, на который мы можем воздействовать и который может стать потенциальной терапевтической мишенью", - говорит Аллеге. Чтобы выяснить, какие источники нуждаются в модификации, начиная с органоида мозга, они уже приступили к изучению протеома Кармен - полного набора белков, которые генерируют кодирующие гены для сверхэкспрессии тех, которые пострадали от первоначальной дисфункции GABRB3. "Еще одна сложность этого неизведанного научного и жизненного приключения - как доставить генетические модификации в точное место в мозге. В этом смысле они тестируют органоид с липидными наночастицами, разработанными компанией из Университета Южной Калифорнии, и с аденоассоциатами, созданными группой из Наварры. Последний представляет собой специфический вирус для целевой ткани (в случае Кармен - мозга), который действует как посыльный, переносящий отремонтированную часть и инструменты для замены поврежденной. Параллельно галисийская команда изучает возможность лечения на основе мессенджерной РНК, которая позволила разработать вакцину против Ковида. РНК, на основе генетической информации в ДНК, создает белки, которые выполняют важнейшие функции в организме. Цель - разработать рибонуклеиновую кислоту с точными инструкциями для клеток Кармен по производству необходимых белков. "В этом сложном крестовом походе время против нас, а ресурсы ограничены. Генная и РНК-терапия сегодня является единственным выходом для лечения Кармена и других подобных заболеваний. Их лечение впервые в мире может стать руководством, с помощью которого можно противостоять патологиям подобного происхождения. Альтернативы нет, и нельзя терять время. Необходимы ресурсы, финансирование и случаи, отражающие патологию Кармен и дающие данные для завершения исследования. Лаура сыграла в этом деле основополагающую роль. Она обзвонила полмира в поисках похожих случаев и не переставала самостоятельно изучать любые достижения в этой области. Она создала социальную сеть, объединяющую родителей с похожими проблемами, и связалась с организацией Cure Gaba, созданной в США для содействия исследованиям и изучению заболеваний и эффективных методов лечения генетических расстройств, затрагивающих габа - общее название нейротрансмиттера, на который влияют мутации. "Благодаря деятельности этой организации возникло сотрудничество с датской группой, уже проводящей эксперименты на мышах. Их результаты имеют решающее значение для ускорения испытаний и утверждения терапии Кармен, которая будет готова только через шесть месяцев". "Но цель тверда. Ни одна из участвующих сторон не успокоится, хотя никто не может гарантировать результат. Это будет первый случай применения этого метода в случае Кармен, но полученные результаты будут полезны не только для нее, но и для всех тех, кто страдает от недугов, вызванных ошибкой в генетическом кодировании. "Я доволен тем, что она может меня обнять", - резюмирует Хавьер. "By Raúl Limón"©EL PAÍS, SL"