Распространенность данной патологии варьирует в интервале между 1-10 000 и 1-30 000, что делает ее одной из самых частых зрительных невропатий. Как правило болезнь Кьера манифестирует на первом или втором десятке жизни и проявляется прогрессирующей билатеральной потерей зрения с центральными скотомами, истончением слоя нервных волокон и повреждением зрительного нерва. Примерно у 20% пациентов развивается так называемая “синдромная” форма заболевания, сопровождающаяся потерей слуха, атаксией, миопатией, рано начинающейся кардиомиопатией и периферической невропатией. Мутации гена ОРА1 напрямую ассоциированы с доминантной атрофией: примерно 65-91% случаев связаны с мутацией, и обнаружено около 370 вариантов гена ОРА1, ассоциированных с болезнью. В фибробластах, полученных от больных, выявляются значительные митохондриальные нарушения, проявляющиеся в сниженном потреблении кислорода, низком содержании АТФ, фрагментации митохондрий, митофагии.
Белок, кодируемый геном ОРА1, относится к митохондриальным ГТФазам, располагагается на внутренней митохондриальной мембране и играет ключевую роль в процессе слияния мембран. ОРА1 также является антиапоптическим белком и контролирует высвобождение цитохрома С. Недавно стало известно, что ОРА1 участвует в регуляции митохондриального генома, отвечает за организацию респирасом, оказывает влияние на процессы метилирования ДНК в ранний период формирования нервной системы и отвечает за пространственное расположение митохондрий в фоторецепторных клетках.
Ген ОРА1 состоит из 31 экзона,формирующих 8 изоформ мРНК, отличающихся друг от друга сплайсингом экзонов 4, 4b и 5b. В стенке внутренней мембраны протеин ОРА 1 может быть протеиолитчески расщеплен на L- и S-форму, каждая из которых играет различные физиологические роли. Экспрессирования любой из 8 изоформ достаточно для того, чтобы полностью восстановить митохондриальную ДНК, реорганизовать структуру крист и ускорить транспорт электронов дыхательной цепи у поврежденных клеток, однако для полного восстановления необходимо наличие как L- так и S-формы.
В данной работе изучались терапевтические свойства изоформ ОРА1 (1 и 7) подвергшихся процессу оптимизации кодонов. Исследование проводилось с целью восстановления митохондриальной функции в рамках моделей in vivo и in vitro, в том числе с использованием фибробластов, полученных от пациентов с доминантной атрофией и моделью зрительной невропатии, индуцированной ротеноном. Ротенон необратимо приводит к значительному снижению количества ганглионарных клеток, истончению слоя нервных волокон и прогрессирующему снижению остроты зрения, фенотипически напоминая болезнь Кьера. Для введения изоформ использовались аденоассоциированные вирусы AVV2/2.
В результате было обнаружено, что интравитреальное введение с помощью вирусов значительно сохраняло зрение животным, которым был введен ротенон. Более того, фибробласты пациентов с доминантной оптической атрофией, получивших ту же адновирусассоциированную терапию продемонстрировали значительный прирост митохондриальной функции.
Важно, что данное исследование представило очевидное доказательство того, что аденовирусассоциированная-ОРА1 генная терапия in vivo позволяет сохранить зрение. Это шаг вперед на пути к использованию изоформ не только для лечения больных с доминантной зрительной атрофией, но, возможно, и дрегих невропатий, как показала модель с ротеноном. Нейропротективные свойства ОРА1 в дальнейшем могут найти множество применений. Следует также отметить, что для достижения терапевтического эффекта необходим тщательный контроль над дозировкой.
Источник:
frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2020.571479/full