Елена Кондратьева: «Наша главная задача – чтобы каждый пациент имел генетический диагноз, а мы могли бы ответить на вопрос, есть ли для него препарат, и обеспечить его этим препаратом»

В новом выпуске программы Российского Радиоуниверситета Радио России вышло интервью заведующей научно-клиническим отделом муковисцидоза МГНЦ, д.м.н., профессора Елены Кондратьевой.

Тема программы: «Распознавание и лечение муковисцидоза – самой частой из редких болезней».

Беседовал: автор и ведущий программы Российского Радиоуниверситета Радио России Дмитрий Конаныхин

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Елена Ивановна, редкие генетические заболевания ранее считались приговором. В настоящее время наши лучшие ученые и врачи разрабатывают методы и препараты для решения задач, которые недавно казались нерешаемыми.

Частым из редких заболеваний является муковисцидоз. Что это за заболевание? Как наши ученые пришли к определению методов лечения? Что происходит с людьми, которые болеют муковисцидозом?

Действительно, муковисцидоз – одно из самых частых из редких заболеваний, оно встречается в Европе с частотой 1 на 4500 родившихся детей, в России 1 на 9000 новорожденных. В среднем, у нас ежегодно рождается примерно 150-200 детей с муковисцидозом. В настоящее время в регионах России под наблюдением врачей находятся 4500 пациентов, взрослых и детей.

Заболевание известно давно. Много лет ученые искали препарат, который бы смог исправить генетический дефект. Совсем недавно был открыт ген CFTR, отвечающий за функцию хлорного канала эпителиальных клеток и развитие заболевания. Оказалось, что ген очень большой, протяженный, поэтому его дефекты могут быть очень разнообразными. На сегодняшний день известно более 2 000 генетических вариантов, из них 400 вариантов доказано вызывают заболевание.

При муковисцидозе нарушается работа хлорного канала. Канал расположен на клетках, которые выстилают респираторный, желудочно-кишечный тракты и могут находиться в других жизненно важных органах и системах (в том числе репродуктивной системе). Из-за нарушения работы хлорного канала происходит образование очень густой слизи, которая скапливается на поверхности эпителиальной ткани и приводит к закупорке мелких бронхов и протоков поджелудочной железы. Основным симптомом заболевания с первых дней жизни является панкреатическая недостаточность. Поражение поджелудочной железы происходит еще внутриутробно. В дальнейшем начинают появляться респираторные проблемы, которые характеризуются рецидивирующими пневмониями, бронхитами, появлением постоянного кашля с мокротой, что говорит о формировании структурных изменений в легких – бронхоэктазов, которые представляют собой  мешотчатые образования, где легко скапливаются слизь, микробные патогены, и заболевание прогрессирует. Это большая проблема для наших пациентов, т.к. в будущем именно поражение легких приводит к снижению дыхательной экскурсии у пациентов, т.е. выраженной дыхательной недостаточности. Раньше эти проблемы приводили к необходимости трансплантации легких.

Муковисцидоз – редкое заболевание, в котором сам пациент не виноват. Какое научное значение имеет изучение этого большого гена с множеством вариантов мутаций с точки зрения ученых? Это важно для пациентов только с муковисцидозом или, в том числе, для изучения возможностей лечения других наследственных заболеваний? Для чего лучшие ученые России и мира изучают такие заболевания?

Ученые ведут свои исследования, чтобы понять, какие нарушения приводят к наблюдаемым структурным изменениям со стороны органов и, в результате, клиническим проявлениям заболевания. Найдено большое количество вариантов нуклеотидной последовательности в гене, ответственном за работу хлорного канала, которые ведут к заболеванию. На сегодняшний день известно семь классов этих вариантов, при этом, каждый из которых имеет свои особенности. В связи с тем разработка генной терапии была затруднена, и идет постоянный поиск эффективных «носителей» для доставки нормального гена в организм человека. В настоящее время мы не теряем надежду в поиске генной терапии.

Доказано, что разные варианты гена муковисцидоза приводят к разным формам заболевания. Когда стало понятно, что будет достаточно сложно разработать генную терапию, то ученые пошли другим путем. Стали искать возможности воздействия на белок, который синтезируется под влиянием гена муковисцидоза и является хлорным каналом. Ученые стали искать способы воздействия на белок там, где он есть, но не совершенен. Основная цель – найти способы воздействия, чтобы он выполнял свои функции, и, соответственно, хлорный канал работал.

Такой подход был найден. Первым препаратом стало химическое вещество, названное ивакафтором.  Ивакафтор влияет на белок, который доходит до мембраны, но не работает как хлорный канал. Ивакафтор восстанавливает работу белка, как хлорного канала.  Препарат был создан в 2012 году и до сих пор является золотым стандартом, с которым мы сравниваем эффективность работы всех препаратов, созданных позднее. Эти препараты назвали CFTR-модуляторами – таргетными препаратами для лечения муковисцидоза – по названию белка, а ивакафтор – потенциатором. Его основная функция – улучшить функцию легких. В среднем, ивакафтор улучшал ее на 14%. Своим воздействием он снижал или отменял внутривенную антибактериальную терапию. Для пациентов с тяжелыми генетическими вариантами (поломками в гене) и более тяжелым течение муковисцидоза позже были созданы химические вещества, названные корректорами, которые дают возможность белку принять правильную 3D-структуру. В этом случае белок может двигаться к апикальной мембране клеток и встраиваться в нее в качестве хлорного канала. Таргетные препараты включают в свой состав ивакафтор для поддержания активной работы хлорного канала. Сейчас в мире зарегистрировано 4 препарата, ожидается регистрация пятого препарата, который не устраняет дефект в гене, но устраняет дефекты в белке, то есть последствия генного дефекта. Последний разработанный препарат, которым обеспечиваются все дети нашей страны – элексакафтор/тезакафтор/ивакафтор/+ивакафтор помогает восстанавливать функцию легких также активно, как и ивакафтор, который используется при более мягких клинических вариантах и клинических проявлениях заболевания. Более поздние препараты – более сложные, они включают две или три химические молекулы (корректор и потенциатор).

Жизнь пациентов с муковисцидозом кардинально изменилась с появлением таргетных препаратов (CFTR-модуляторов). Увеличился возрастной охват пациентов, лечение начинается не с 6-ти, а с 2-х лет. Мы можем наблюдать, как улучшились показатели роста и массы тела пациентов. Дети начинают реже болеть, исчезает потребность в антибактериальной терапии, повышается аппетит, появляется новое ощущение вкуса еды и прекращается кашель. Резко сократилось количество пациентов на трансплантацию легких (в среднем с 7 до 1 человека), и увеличилось количество молодых женщин, запланировавших беременность.

Потрясающая история, говорящая о том, на что способен человек, на что способна современная наука, если она выходит на новые уровни познания, когда мы понимаем не только механизмы работы клетки, но и ее элементов, не просто структуру белков, но и их геометрию, механизм их участия, за счет чего возможна таргетная терапия. На муковисцидозе идет отработка фундаментальных принципов работы систем, подходов к их «ремонту». Но для того, чтобы создать таргетные препараты, нужно понять, как устроена клетка, т.е. ее районы, где повреждены хлорные каналы. Для этого нужны мощнейшие фундаментальные исследования. Как они организуются? Как вы работаете с коллегами? Как организована медико-генетическая наука в России, чтобы понять, как мы встраиваемся в мировую науку?

Таргетные препараты были разработаны фирмой Vertex, которая провела множество опытов с препаратами, доклинические и клинические исследования. Это труд большой команды, продолжавшийся не на одно десятилетие.

Первостепенная задача Медико-генетического научного центра имени академика Н.П. Бочкова – установить генетический диагноз каждому пациенту, чтобы подобрать таргетную терапию. Каждое лекарство для лечения муковисцидоза рассчитано на определенный генотип, поэтому сейчас мы активно внедряем трехэтапную систему диагностики, которую отработали и усовершенствовали за последние годы. С помощью регистра, который мы ведем уже 12 лет, мы знаем самые частые варианты нуклеотидной последовательности гена муковисцидоза наших российских пациентов, что необходимо для создания панели генетических вариантов гена для 1 этапа. Над созданием регистра и пониманием, какие варианты гена являются частыми, работали врачи по всей России.

Следующий этап – секвенирование гена CFTR, который отвечает за работу хлорного канала. Выявлено множество вариантов, которые не встречаются в мире. Оказалось, что наша страна отличается от других по вариантам гена CFTR.

Третий этап – выявление крупных перестроек, которые при секвенировании на 2 этапе не определяются. Это самые протяженные перестройки в гене CFTR, которые ведут к тяжелым клиническим последствиям и более короткой продолжительности жизни пациентов.

Все три этапа разработаны. В Российской Федерации выявлено 283 варианта гена муковисцидоза. Впервые в мире нами выявлены 47 генетических вариантов гена CFTR. Важно выявить, к каким клиническим проявлениям приводит данный вариант, и является ли он «патогенным», то есть приводящим к развитию муковисцидоза.  

Наш научно–клинический отдел муковисцидоза МГНЦ занимается изучением функционирования ионных каналов эпителиальных клеток. Вот уже 5 лет мы используем метод определения разницы кишечных потенциалов, который позволяет точно установить есть ли муковисцидоз у пациента или нет, и вызывает ли обнаруженный редкий вариант муковисцидоз.

Совместно с лабораторией генетики стволовых клеток МГНЦ мы разрабатываем индивидуальный подбор таргетной терапии (CFTR-модуляторов) с помощью форсколинового теста на кишечных органоидах тем пациентам, у которых выявлены редкие мутации, встречающиеся только в нашей стране, которых нет в инструкции к таргетным препаратам.

Метод кишечных органоидов был изобретен 10 лет назад для подбора таргетной терапии и диагностики муковисцидоза. При добавлении стимулятора хлорного канала - форсколина и химических молекул, которые составляют таргетный препарат, можно определить, отвечает ли организм человека на препарат или нет. Из эпителия слизистой прямой кишки забираются клетки, в результате деления которых образуются органоиды, напоминающие по своей структуре кишечник. Добавление к органоидам стимуляторов хлорного канала и CFTR-модуляторов показывает, какой из существующих четырех препаратов подходит данному пациенту (или несколько препаратов).

Т.е. у эпителиальных клеток прямой кишки такая же генетическая природа, как у клеток легких? Из клеток прямой кишки можно сделать органоиды, идентичные клеткам респираторного тракта?

Да, именно так.

Т.е. эта наработка знаний, навыков и умений позволяет в дальнейшем не просто «зряче» работать с орфанными препаратами, но и выстраивать направление работы не только по данным разработкам, но и другим?

Научная и профессиональная медицинская общественность, которая работает с пациентами с муковисцидозом, всегда делится своими достижениями, в том числе, в области методов лечения пациентов.

Наша главная задача – чтобы каждый пациент имел генетический диагноз, а мы могли бы ответить на вопрос, есть ли для него препарат, и обеспечить его этим препаратом.

Вторая задача – разработка собственных подходов и новых препаратов.

Елена Ивановна, усилия вашей команды –  это ведь не только лечение больных с муковисцидозом, но и отработка общих подходов для лечения других генетических заболеваний?

Да, общее понимание генетических поломок в организме при различных заболеваниях совпадает. Поиски возможностей редактирования генов, воздействия на белок, за который ответственен определенный ген – общие. Подходы к разработке и генной терапии, и таргетных препаратов совпадают. Но у муковисцидоза, как у каждого наследственного заболевания, есть своя специфика.

На сегодняшний день у нас создан большой банк кишечных органоидов, с которым можно начинать работу на долгосрочную перспективу. Мы ждем, когда наша фармацевтическая промышленность будет готова исследовать наши лекарственные препараты для муковисцидоза и обратит внимание на нашу коллекцию и разработки.

Подробнее: https://rutube.ru/video/020399dc81bd53d4033e1a352b2d6948/