Беспокойство затрагивает многих людей, и некоторым лекарства не помогают. Исследователи разработали новый, неинвазивный метод доставки технологии редактирования генов CRISPR/Cas9 в мозг, что ранее было проблемой, чтобы отключить ген, вызывающий беспокойство. Хотя этот метод до сих пор использовался только на мышах, полученные результаты открывают двери для разработки новых терапевтических средств, особенно для людей, устойчивых к лекарствам.
Психическое здоровье является неотъемлемой частью нашей жизни. Плохое психическое здоровье влияет на наше благополучие, способность работать и отношения с семьей, друзьями и обществом в целом. Тревожные расстройства, в том числе генерализованное тревожное расстройство, паническое расстройство и социальное тревожное расстройство, характеризуются чрезмерным страхом и беспокойством, достаточно серьезными, чтобы вызвать значительный дистресс или ухудшить функционирование.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2019 году 301 миллион человек во всем мире страдал тревожным расстройством, в том числе 58 миллионов детей и подростков. Они также отметили рост распространенности тревожности на 25% с началом пандемии COVID-19. Хотя тревогу обычно лечат с помощью ежедневных лекарств, это может иметь побочные эффекты, а у некоторых не облегчает симптомы тревоги.
Теперь исследователи разработали неинвазивный метод доставки технологии редактирования генов CRISPR/Cas9 в мозг, чтобы отключить ген, связанный с тревогой и депрессией у мышей. Они говорят, что это первая успешная демонстрация неинвазивной доставки CRISPR/Cas9, способной преодолевать гематоэнцефалический барьер для осуществления генетической модификации.
В соответствии со своим названием гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) является структурным и функциональный барьер, который предотвращает попадание вредных веществ, таких как бактерии и вирусы, в мозг через кровь, в то же время позволяя поступать необходимым питательным веществам. Хотя это очень полезно для поддержания нашего здоровья, ГЭБ настолько эффективен, что может предотвратить доступ терапевтических агентов. мозг.
Прецизионное редактирование генов с использованием CRISPR/Cas9 показало большой потенциал в лечении различных заболеваний, включая мышечную дистрофию, ВИЧ и рак легких. В системе CRISPR используется фермент (Cas9), который под управлением направляющей РНК (гРНК) вырезает определенный участок ДНК. Он может удалить проблемные гены, например те, которые вызывают болезни. Но, как и в случае с другими терапевтическими агентами, ГЭБ бросает вызов системе CRISPR.
В текущем исследовании исследователи экспериментировали с интраназальной доставкой системы CRISPR/Cas9, чтобы увидеть, сможет ли она успешно пересечь ГЭБ и отключить ген рецептора серотонина (HTR2A), который модулирует доступность серотонина. Этот нейротрансмиттер выполняет множество функций, в том числе регулирует настроение. Слишком низкий уровень серотонина связан с тревогой и депрессией, поэтому людям с такими состояниями часто назначают селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС), которые повышают уровень серотонина в мозге.
Терапевтические средства, доставляемые интраназально – через нос, по нервным путям внутри носовой полости попадают в центральную нервную систему. Это не только практичный метод родоразрешения, но и неинвазивный.
Исследователи вводили вирусный вектор, инактивированный аденоассоциированный вирус (AAV), в носы мышей, чтобы доставить гРНК к нейронам в головном мозге, чтобы она могла связываться с целевым геном HTR2A, который затем вырезал Cas9. AAV обычно используются в качестве векторов для доставки груза CRISPR/Cas9, поскольку они считаются безопасными и имеют низкую вероятность вызвать иммунный ответ. Исследователи использовали подтип AAV9, высокоэффективный вектор для доставки груза к нейронам по всей центральной нервной системе.
Через пять недель после введения пакета для редактирования генов тревожность мышей проверяли с помощью поведенческого теста свет-темнота и теста закапывания мрамора. В тесте «свет-темнота» мышам предоставляется выбор между исследованием ярко освещенной или темной камеры. Тревожные мыши, как правило, проводят больше времени в темной камере. Для теста на закапывание мрамора стеклянные шарики помещают в виде сетки в опилки, и мышам позволяют исследовать клетку в течение фиксированного периода времени. Встревоженные мыши зароют больше шариков.
Исследователи обнаружили 8,47-кратное снижение экспрессии HTR2A у обработанных мышей. Что касается теста на закапывание шариков, у этих мышей продемонстрировано уменьшение количества закопанных шариков на 14,8% по сравнению с контрольной группой. А в тесте свет-темнота обработанные мыши проводили значительно больше времени в освещенном ящике (увеличение на 35,7%) и чаще заходили в освещенный ящик (увеличение на 27,5%). Эти результаты были сопоставимы с мышами, получавшими бензодиазепин диазепам, чье время пребывания в лит-боксе составляло 40%, что привело исследователей к выводу, что их терапия, нацеленная на HTR2A, эффективна наравне с препаратом.
«Наши результаты предполагают, что даже при низком проценте редактирования нейронных генов наблюдаются значительные анксиолитические [снижающие тревогу] эффекты», — говорят исследователи. «Доставка в ЦНС [центральную нервную систему] осуществлялась с использованием неинвазивной интраназальной платформы доставки, которая может обходить ГЭБ, что обычно является серьезным препятствием для больших грузов, таких как CRISPR/Cas9».
Исследователи говорят, что их исследование, подтверждающее концепцию, демонстрирует, что определенные черты могут быть изменены в долгосрочной перспективе, что имеет важное значение для разработки новых лекарств для лечения тревоги и депрессии, особенно для тех, кто устойчив к лекарствам.
The исследование было опубликовано в журнале PNAS Nexus.
