Внезапная сердечная смерть (ВСС) — это естественная ненасильственная смерть от кардиальных причин, чаще всего вследствие желудочковой тахиаритмии, возникающая в течение часа после проявления острых симптомов. ВСС ежегодно уносит жизни около 3 миллионов человек во всем мире.

Специалисты из Медицинского колледжа Бейлора на протяжении многих лет изучают болезни сердца, в том числе наследственные аритмии, которые часто связаны с внезапной сердечной смертью. Один из наблюдаемых пациентов — молодой парень, страдающий унаследованным нарушением сердечного ритма, а именно, катехоламинергической полиморфной желудочковой тахикардией (КПЖТ). Несколько членов его семьи уже скончались по причине внезапной сердечной смерти, сам молодой человек тоже находится в зоне высокого риска.

Такие методы лечения как антиаритмические препараты и имплантируемый дефибриллятор не подходят этому пациенту. Специально для него (а в будущем и для других людей) ученые решили придумать совершенно новый способ терапии.

Генетические исследования показали, что причиной аритмии молодого человека является типичная мутация в гене RYR2. Данный ген кодирует белки, которые формируют кальциевые каналы в клетках сердечной мышцы, называемых кардиомиоцитами.

Кардиомиоциты требуют определенного потока кальция, чтобы сокращаться и расслабляться скоординированно. Если поступление кальция нарушается из-за дефектных кальциевых каналов, как это бывает при мутациях RYR2, то начинаются опасные для жизни перебои сердечного ритма. Мутациями гена RYR2 обусловлено почти 60% всех случаев КПЖТ.

Исследователи  решили попробовать устранить мутацию RYR2 у генно-модифицированных мышей с КПЖТ. Пока искали подходы к лечению, выяснилось, что аритмию вызывает мутация одной конкретной копии гена RYR2 под названием R176Q.

Специалисты разработали векторы для генной терапии на основе аденоассоциированных вирусов (AAV). Эти вирусы должны были доставить CRISPR / Cas9 (AAV-CRISPR) прямо в сердце животных и отредактировать нужное место, устранив болезнетворную мутацию R176Q.

Ученые ввели десятидневным генно-модифицированным мышатам с мутацией R176Q инъекцию AAV-CRISPR, а мышата контрольной группы получили плацебо-вирус. Через пять-шесть недель исследователи оценили состояние грызунов и обнаружили весьма обнадеживающие результаты.

Ни одна из мышей, с мутацией R176Q, из той группы, которая лечилась AAV-CRISPR, не развила аритмию. Напротив, 71 % мышей, имеющих мутацию и получивших плацебо-вирус, к этому времени уже страдали выраженной аритмией.

Редактирование дефектной копии гена с использованием AAV-CRISPR значительно уменьшило обилие дисфункциональных белков RYR2. Кроме того, единственной «здоровой копии» гена RYR2, которая осталась невредимой, было достаточно, чтобы поддерживать правильную функцию сердца. Никаких побочных эффектов, связанных с лечением, у мышей не наблюдалось.

Усталые, но довольные ученые очень рады, что смогли выборочно разрушить вызывающий болезнь мутировавший ген, не затронув здоровую копию гена. Сейчас та же команда специалистов тестирует аналогичный подход в стволовых клетках у пациентов с КПЖТ, чтобы оценить эффективность и безопасность лечения для человека.