Чудо-лекарство из высокогорья: новый препарат спасет детей с синдромом Ли

Исследователи из института Gladstone создали препарат, способный воспроизводить клеточные эффекты низкокислородной терапии, что открывает новые перспективы в лечении наследственных митохондриальных заболеваний.

В то время как пребывание в условиях высокогорья с пониженным уровнем кислорода может быть полезным для здоровья большинства людей, улучшая работу сердца и повышая выносливость, для детей с наследственными митохондриальными заболеваниями, часто не доживающих до подросткового возраста, такая среда может стать спасительной, потенциально продлевая жизнь и облегчая симптомы.

Теперь, ученые из Института Гладстона разработали препарат, имитирующий эффект низкого уровня кислорода. Препарат под названием HypoxyStat значительно увеличил продолжительность жизни мышей с синдромом Ли — наиболее распространенным детским митохондриальным заболеванием — более чем в три раза, а также устранил повреждения мозга и мышечную слабость, даже при применении на поздних стадиях болезни.

"Не каждый пациент с этим заболеванием может переехать в горы", — говорит исследователь из Института Гладстона Иша Джайн, доктор философии, старший автор нового исследования, опубликованного в журнале Cell. "Но этот препарат может стать контролируемым и безопасным способом предоставления тех же преимуществ пациентам".

Химическое соединение, используемое в HypoxyStat, было идентифицировано в сотрудничестве с компанией Maze Therapeutics, расположенной в Южном Сан-Франциско. Исследовательская группа Gladstone в настоящее время изучает варианты HypoxyStat второго поколения, которые можно будет использовать в клинической практике.

Синдром Ли — это редкое генетическое заболевание, при котором митохондрии — части клеток, вырабатывающие энергию с использованием кислорода — работают неэффективно, что приводит к накоплению неиспользованного кислорода в тканях. Хотя кислород необходим для выживания, его высокий уровень может быстро повреждать и убивать клетки.

В 2016 году исследовательская группа, в которую входила Джайн, показала, что вдыхание воздуха с низким содержанием кислорода, эквивалентного высоте 4500 метров (14 764 фута), может помочь в лечении синдрома Ли у мышей. Терапия работает, потому что, когда в легкие поступает меньше кислорода, поврежденные митохондрии не перегружаются, и избыток кислорода не накапливается.

"При синдроме Ли и связанных с ним расстройствах проблема заключается не только в истощении энергетических запасов, но и в накоплении кислорода", — объясняет Джайн, которая также является ведущим исследователем в Arc Institute и профессором биохимии в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. "Это несоответствие между спросом и предложением. Поэтому, если вы можете снизить подачу кислорода, вы устраните это несоответствие".

Лаборатория Джайн поставила перед собой задачу найти способ оказывать такое же кислородоснижающее воздействие на организм, не требуя воздуха с низким содержанием кислорода. Они сосредоточились на гемоглобине — молекуле, которая переносит кислород по кровотоку и доставляет его к тканям.

"Если вы измените эффективность связывания гемоглобином кислорода, вы можете изменить то, как он доставляется в ткани", — говорит Скайлер Блюм, научный сотрудник Gladstone и первый автор нового исследования. "Хотя это может показаться нелогичным, нам нужен был препарат, который заставил бы гемоглобин сильнее связывать кислород. Это означает, что он не будет доставляться в ткани, и в них будет более низкий уровень кислорода, чем обычно".

Вместе с Maze Therapeutics, Джайн и Блюм просмотрели опубликованную научную литературу в поисках соединений, соответствующих этому описанию, и остановились на том, что теперь называют HypoxyStat.