Лечение буллезного эпидермолиза и эстетическая коррекция его проявлений с помощью клеточных технологий

Алла Зорина, к. м. н., главный специалист по применению клеточных технологий Института стволовых клеток человека, г. Москва

Вадим Зорин, к. б. н., руководитель отдела регенеративной медицины Института стволовых клеток человека, г. Москва

Павел Копнин, к. б. н., заведующий лабораторией цитогенетики ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н. Н. Блохина» Минздрава России, г. Москва

Благодаря развитию методов регенеративной медицины появилась возможность эффективного лечения пациентов с врожденным буллезным эпидермолизом и значительного улучшения качества их жизни. Применение комбинации методов генной и клеточной терапии позволит восстанавливать и поврежденную кожу, и слизистые оболочки организма пациента.

Врожденный буллезный эпидермолиз (ВБЭ) – это гетерогенная группа заболеваний, при которых нарушены дермоэпидермальные связи вследствие генетически обусловленных дефектов составляющих их структурных белков. Этиопатогенетического лечения ВБЭ на сегодняшний день не существует. В связи с этим активно разрабатываются инновационные подходы к лечению ВБЭ, из которых наиболее перспективными являются генная и клеточная терапия.

Этиопатогенез, классификация, клиническая картина

ВБЭ объединяет большую группу редких генетических заболеваний, различные формы которых характеризуются вариабельной клинической картиной, выражающейся посттравматической ломкостью кожи, образованием пузырей, эрозий, аномальным заживлением ран. ВБЭ обусловлен мутациями как минимум 18 генов, кодирующих различные структурные и сигнальные белки дермоэпидермального соединения (ДЭС) и эпидермиса. Заболеванию подвержены около 500 тысяч людей по всему миру.

Клинически выделяют четыре основных типа ВБЭ: простой; пограничный; дистрофический (доминантная и рецессивная формы); синдром Киндлера.

С учетом выявленных новых клинико-патологических признаков, различают до 30 клинических субтипов ВБЭ. Так, в частности, одним из наиболее тяжелых вариантов заболевания является аутосомно-рецессивный дистрофический буллезный эпидермолиз (РДБЭ), который представляет собой следствие гомозиготных или гетерозиготных мутаций гена COL7A1, кодирующего синтез коллагена VII типа (С7), что проявляется или полным отсутствием С7 (самые тяжелые клинические варианты), или незначительной его продукцией (более мягкие варианты).

Доказано, что С7 продуцируется двумя типами клеток – кератиноцитами (в большей степени) и фибробластами – и является основным компонентом якорных фибрилл в ДЭС. Якорные фибриллы играют ключевую роль в формировании контакта эпидермиса с дермой – одним концом они присоединяются к базальной мембране, на которой «располагается» эпидермис, а другой их конец простирается до более глубоких слоев кожи, где связывается с так называемыми якорными дисками. При низком уровне продукции С7, наблюдаемом в случае рецессивных мутаций COL7A1, якорных фибрилл образуется слишком мало, чтобы обеспечить прочный контакт между эпидермисом и дермой. В результате трение или любое другое механическое воздействие может служить причиной локального разделения этих двух слоев кожи.

Другой, не менее тяжелый, вариант ВБЭ – пограничный генерализованный ВБЭ – является следствием мутации в одном из генов, кодирующих такой компонент базальной мембраны, как белок ламинин 332 (LM-332). Он секретируется кератиноцитами и в норме, взаимодействуя с рецепторами интегринов α3β1 и α6β4, образует фокальные контакты для закрепления якорных фибрилл в ДЭС.

ВБЭ развивается с рождения или с первых часов жизни, при тяжелых формах характеризуется множественными генерализованными крупными пузырями, часто с геморрагическим содержимым, которые располагаются на любой части кожного покрова. Пациенты с тяжелыми формами ВБЭ испытывают постоянную боль, особенно при поражениях слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта, а образование атрофических рубцов на коже в местах заживших буллезных поражений может приводить к рубцовым контрактурам, сращению пальцев.

Лечение пациентов с ВБЭ

Этиопатогенетического лечения ВБЭ, как уже было сказано, не существует. Все терапевтические мероприятия – паллиативные и в первую очередь направлены на предотвращение травм и возникающих вследствие их пузырей посредством подбора оптимального ухода за кожей и пораженными участками. В настоящее время активно разрабатываются инновационные подходы к лечению пациентов с ВБЭ, ключевой терапевтической задачей которых является восстановление в коже уровня и функций, обеспечивающих ДЭС структурных белков. Одними из наиболее перспективных инноваций являются генная и клеточная терапия.

Генная терапия

Регенерация трансгенного эпидермиса у пациента с пограничным ВБЭ: до процедуры (а), через 21 месяц после нанесения трансгенных графтов (б, в), нормальная кожа после проведенной терапии – восстановлены функции и эластичность кожи (г)

 

Основная задача генной терапии ВБЭ – создание молекулярных конструкций, способных исправить работу мутантных генов, отвечающих за синтез структурных белков в клетках кожи. Исследования проводят в двух направлениях.

Первое – генное модифицирование аутологичных клеток кожи посредством вирусных векторов (ленти-, ретро-, и аденовирусного), несущих нормальный ген. Так, по результатам исследования были представлены результаты применения генетически модифицированных с помощью ретровируса эпидермальных стволовых клеток у пациента с генерализованным пограничным ВБЭ (мутация LAMB3). Полученные в условиях ex vivo графты трансдуцированных клеток накладывали на кожу пациента после лазерной абляции эпидермиса. Результаты годичного исследования показали стойкое фенотипическое восстановление кожи в областях с приживленными трансплантатами, сопровождаемое синтезом нормального белка. Дальнейшее наблюдение в течение восьми лет также показало нормальную экспрессию LAMB3, которая сопровождалась синтезом полноценного LM-332 и отсутствием развития пузырей, воспаления, иммунной реакции. С использованием аналогичной платформы семилетнему пациенту с пограничным ВБЭ удалось восстановить 80% пораженной кожи.

Получены обнадеживающие результаты и при лечении пациентов РДБЭ. Так, рядом ученых представлены результаты клинических исследований, в которых пациентам на кожные раны накладывали графты с аутологичными генетически модифицированными эпидермальными стволовыми клетками. Графты полноценно приживались, при этом отмечено нормальное функционирование кератиноцитов, синтезирующих белок С7, не отличающийся от белка здоровой кожи.

Проводятся также исследования по изучению возможности применения для пациентов с РДБЭ генетически модифицированных аутологичных фибробластов кожи.

Второе направление заключается в использовании систем редактирования генома с целью исправления в нем мутантной последовательности:
– TALENs (transcription activator-like eff ector nucleases – эффекторные нуклеазы, подобные активаторам транскрипции);
– CRISPR/Cas (the clustered regularly interspaced short palindromic repeats nuclease system – короткие, расположенные группами, равномерно удаленные друг от друга палиндромные повторы).

Получены первые положительные результаты применения инновационных систем TALENs и CRISPR/Cas в фибробластах кожи для редактирования COL7A1 у пациентов с РДБЭ.

Особый интерес к iPSCs обусловлен тем, что эти клетки обладают свойствами эмбриональных стволовых клеток, то есть способны к дифференцировке в любые клетки организма, в том числе и эпидермальные стволовые клетки, и при этом извлечь их можно из любых соматических клеток пациента. Данный метод позволит получить в достаточном (как для проведения терапии, так и для создания криобанка) количестве аутологичные клетки пациента с ВБЭ, которые после соответствующей коррекции с помощью систем редактирования будут способны формировать полноценный эпидермис.

Так, получив с помощью такой iPSCs-платформы кератиноциты пациента с РДБЭ, ученые показали на мышах в условиях in vitro и in vivo способность этих клеток к продукции полноценного белка С7. Проводятся исследования по изучению безопасности клинического применения таких клеток.

Продолжение статьи в № 8/2018 «Красота PROf».

 

 

 

Полная печатная версия:
Архив...