Перспективные направления в лечении герпетической инфекции глаза

    Известен ряд заболеваний глаз, которые, несмотря на проводимую общепринятую консервативную терапию или хирургическое вмешательство, приводят к развитию слабовидения или слепоты, нередко инвалидности по зрению, тем самым существенно снижая качество жизни пациентов. Имеющиеся на сегодняшний день традиционные методы лечения пациентов с заболеваниями органа зрения в основном позволяют лишь устранить клинические симптомы, например, при офтальмогерпесе, или замедлить прогрессирование процесса, например, глаукоме, но не приводят к полному излечению. Нарушениями зрения вследствие наличия наследственных генетических и негенетических заболеваний глаз в мире страдает более 2 млрд человек, которые нуждаются в инновационных методах лечения [1].

    В настоящее время серьезной проблемой остается лечение герпетической инфекции глаза. Так, по данным Всемирной организации здравоохранения, в 2016 г. 3,7 млрд человек в возрасте до 50 лет, или 67% мирового населения, были инфицированы вирусом простого герпеса (ВПГ) 1-го типа (ВПГ-1). Большинство инфекций ВПГ-1 приобретаются в детстве. До сих пор препаратом первой линии для лечения герпетической инфекции, вызванной ВПГ-1, остаются препараты аномальных нуклеозидов, в частности ацикловир и его аналоги – селективные ингибиторы вирусной ДНК-полимеразы. Однако у некоторых пациентов, получающих противовирусную терапию данным препаратом, часто возникает лекарственная устойчивость. Эту группу пациентов составляют в основном лица, имеющие ослабленный иммунитет [2, 3].

    Известно, что большая часть генома ВПГ-1 представляет собой линейную двухцепочечную GC-богатую ДНК.

    Концы генома, вероятно, соединены или расположены близко друг от друга, поскольку небольшая фракция упакованной ДНК – кольцевая или приобретает кольцевую форму в отсутствие белкового синтеза после проникновения в ядро инфицированной клетки. На разных этапах инфекции ВПГ-1 экспрессирует различные гены, которые последовательно регулируют экспрессию друг друга.

    Как известно, на сегодняшний день нет препаратов, позволяющих уничтожить ВПГ, который способен к пожизненной персистенции в организме человека [4].

    При этом ВПГ-1 остается основной причиной слепоты, и в настоящее время не существует лечения, способного уничтожить его как в очаге инфекции, так и в его латентном резервуаре, в частности тройничном ганглии.

    Большинство современных препаратов для лечения герпетических инфекций основаны на использовании в качестве лекарственных средств модифицированных нуклеозидов или их депо-формы. Действие препаратов направлено главным образом на подавление активности основного фермента репликации вируса – ДНК-полимеразы. Однако препараты не избавляют пациентов от рецидивирующего характера течения болезни, а результатом их длительного приема может стать возникновение резистентных штаммов ВПГ. Поэтому поиск эффективных препаратов и методик для лечения пациентов с герпетической инфекцией продолжается.

    Альтернативные стратегии, такие как применение ингибиторов вирусной хеликазы-примазы, антител и пептидов, находятся лишь в стадии разработки [5–7]. Недавно появилось сообщение о том, что ингибитор TANK-связывающей киназы 1, BX-795, способен подавлять герпетическую инфекцию в трансформированных и первичных клетках роговицы человека in vivo, а также в экспериментальной модели офтальмогерпеса путем фосфорилирования Akt в инфицированных клетках [8]. Ученые установили, что BX-795 нетоксичен для здоровых клеток и эффективно справляется с инфекцией. Исследователи сделали вывод о том, что BX-795 работает иначе, чем современные лекарства: если ацикловир взаимодействует с вирусом напрямую, встраиваясь в его ДНК, то новое вещество нацелено на компоненты самой клетки.

    Однако пока ни одна из стратегий не способна привести к элиминации ВПГ, а также предотвратить рецидив данной инфекции.

    В настоящее время проводятся научные исследования биоханина А, являющегося природным флавоноидным соединением, который в виде глазных капель применяется для лечения герпетического кератита. Как показали результаты исследований у экспериментальных животных, данное соединение значительно ингибирует репликацию ВПГ-1 in vitro, а также обеспечивает защитное действие, подавляя экспрессию провоспалительных факторов и тем самым снижая степень поражения роговицы уже на ранней стадии вирусной инфекции. Препарат биоханин А после прохождения клинических испытаний может стать препаратом выбора в лечении герпетического кератита [9].

    Современным направлением в лечении заболеваний, в том числе и органа зрения, которое недавно появилось и успешно развивается, является редактирование генома для исправления генных мутаций [10–13]. Эта инновационная технология может стать прорывной методикой при лечении различной офтальмопатологии – как связанной, так и не связанной с генетическими изменениями. Однако на сегодняшний день возможность применения модуляции экспрессии генов, ее безопасность и эффективность для лечения пациентов продолжает изучаться. Кроме того, требуется разработка более безопасных инструментов для более точных манипуляций при редактировании генов, оптимизация систем доставки, что приведет к снижению количества побочных эффектов и осложнений.

    Достаточно успешное развитие технологии редактирования генома при заболеваниях глаз стало возможным ввиду наличия особого статуса – «иммунной привилегированности» органа зрения, что позволяет после вмешательства избежать избыточной воспалительной реакции [14, 15]. Кроме того, современное диагностическое оборудование (оптический когерентный томограф с функцией ангиографии сетчатки, конфокальный микроскоп для in vivo исследования всех слоев роговицы и др.) для неинвазивной визуализации и мониторинга всех происходящих клинических изменений в глазу позволяет осуществлять контроль лечения в режиме реального времени, оценивать эффективность и безопасность, служить доказательной базой полученных результатов.

    Внедрение в практическую офтальмологию в 2017 г. первого препарата для генетической терапии воретиген непарвовек (Лукстурна, Luxturna), разработанного американской фирмой Spark Therapeutics, положило начало генной терапии глаз. Воретиген непарвовек был предназначен только для лечения мутаций в гене RPE65 при наследственной дистрофии сетчатки (НДС) – врожденном амаврозе Лебера и пигментном ретините. В настоящее время выделяют две фенотипические формы НДС, вызванные биаллельными мутациями гена RPE65: аутосомно-рецессивный изолированный пигментный ретинит 20-го типа и врожденный амавроз Лебера 2-го типа [16].

    Доставка функционального (нормального) гена RPE65 в клетки пигментного эпителия сетчатки осуществляется аденоассоциированным вирусом, который содержит препарат воретиген непарвовек [17]. В России воретиген непарвовек был зарегистрирован в 2020 г. Применение препарата у когорты пациентов показало его достоверную эффективность, сопоставимую с результатами, полученными зарубежными исследователями [16].

    Весьма обнадеживающие результаты получены и при генетической терапии офтальмогерпеса, вызванного ВПГ-1. В доклинических исследованиях большие перспективы в лечении генетических заболеваний показала новая технология CRISPR (от англ. clustered regularly interspaced short palindromic repeats – короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами) – особые локусы бактерий и архей, состоящие из прямых повторяющихся последовательностей, разделенных уникальными последовательностями (спейсерами), способные напрямую воздействовать на геномы [18–23]. Обнаружено, что CRISPR-ассоциированные (Cas) гены (clustered, regularly interspaced, short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated system (Cas)), расположенные рядом с локусами CRISPR, кодируют белки, которые облегчают иммунный ответ путем нацеливания и разрушения вторгающихся нуклеиновых кислот вируса [24]. С помощью CRISPR/Cas можно вносить точечные мутации, встраивать в определенные места новые гены или, наоборот, удалять участки нуклеотидных последовательностей, исправлять или заменять фрагменты генов.

    В настоящее время наиболее простой и эффективной среди других известных технологий редактирования генов является система CRISPR-ассоциированного белка 9 (CRISPR/Cas9), которая была изначально описана как механизм адаптивного иммунитета архей и бактерий. После ряда модификаций она активно применяется в генной инженерии для направленного ДНК-разрыва в направляющей молекуле РНК (single guide RNA, sgРНК). Система CRISPR/Cas9 состоит из двух основных компонентов: однонаправляющей РНК (sgRNA), которая нацелена на определенную последовательность ДНК, и белка Cas9, действующего как молекулярные ножницы, разрезая ДНК в нужном месте, в результате чего образуется двухцепочечный разрыв в целевой ДНК [25, 26].

    Исследователями в области генной инженерии продолжается поиск наиболее эффективных и безопасных способов доставки генетического материала в очаг инфекции. В ряде исследований установлено, что удобным в применении современным средством доставки генетического материала в различные типы клеток могут служить лентивирусные частицы – род вирусов из семейства ретровирусов (Retroviridae) с длительным инкубационным периодом.

    В частности, обнадеживающие результаты получены D. Yin и соавт. (2021), которые использовали лентивирусные частицы, несущие мРНК вируса и одновременно доставляющие мРНК SpCas9 и gРNК, нацеленные на гены ВПГ (HSV-1-erasing lentiviral particles, HELP), и продемонстрировали ее терапевтическую эффективность на трех различных моделях герпетического кератита и роговицах человека. Доставка частиц HELP осуществлялась интрастромально, что часто используется в клинической практике для доставки бевацизумаба в строму роговицы пациентов с герпетическим кератитом для предотвращения неоваскуляризации роговицы. Частицы HELP эффективно воздействуют на два гена ВПГ, необходимые для его репликации, – UL8 и UL29 [27–29].

    Полногеномное секвенирование установило, что HELP ингибирует репликацию вируса в роговице человека, не вызывая при этом нежелательных побочных эффектов.

    Экспериментально доказана эффективность введения HELP в строму роговицы, которая блокировала репликацию ВПГ-1, что останавливало развитие герпетического кератита [29]. Кроме того, HELP способен уничтожить резервуар вируса ВПГ-1 посредством ретроградного транспорта из роговицы в тройничный ганглий. Исследуется перспективность применения HELP у пациентов с острой перфорацией роговицы или недостаточностью трансплантации донорской роговицы при развитии рецидива ВПГ-1 [29].

    В литературе имеется сообщение о положительных результатах в течение 18 месяцев наблюдения применения HELP у 3 пациентов во время трансплантации роговицы по поводу тяжелых рецидивов герпетического стромального кератита [30]. Сразу после проведения лечения ДНК вируса герпеса перестала определяться у 2 пациентов. У пациента с более высокой вирусной нагрузкой ДНК ВПГ-1 не выявлялась через 6 месяцев после лечения. Следует отметить, что ни у одного из пациентов не наблюдалось побочных эффектов и местных и/или системных иммунных реакций [30].

    Высокая эффективность использования и относительная безопасность HELP в эксперименте, а также в когорте пациентов с тяжелыми формами офтальмогерпеса может ускорить проведение клинической апробации и внедрение данной технологии в практическую медицину в ближайшее время [29]. В целом эти исследования дают ценную информацию о потенциале CRISPR/Cas9 как терапевтического инструмента для лечения заболеваний, вызванных ВПГ-1. Будущие исследования, сравнивающие HELP с традиционным лечением препаратом ацикловир, будут иметь решающее значение для полной оценки его эффективности и безопасности.

    Таким образом, перспективным направлением в лечении герпетической инфекции глаза является редактирование генома для исправления наследственных и ненаследственных генных мутаций. Развитие технологий геномной инженерии в лечении пациентов с герпетическими заболеваниями глаза приведет к появлению таргентных методов, что повысит их эффективность, а также будет способствовать расширению представлений о патогенезе данной офтальмопатологии.

    

    Информация об авторе

    Гузель Халитовна Зайнутдинова, д.м.н., старший научный сотрудник, gusel.zai@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-9578-8635

    Information about the author

    Guzel Kh. Zainutdinova, Doctor of Medical Sciences, Senior Researcher, gusel.zai@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-9578-8635.

    Вклад автора:

    Г.Х. Зайнутдинова: концепция, написание текста, редактирование.

    Authors’ contribution:

    G.H. Zaynutdinov: concept, writing the text, editing.

    Финансирование: Автор не получал конкретный грант на это исследование от какого-либо финансирующего агентства в государственном, коммерческом и некоммерческом секторах.

    Financial transparency: Author have no financial interest in the submitted materials or methods.

    Конфликт интересов: Отсутствует.

    Conflict of interest: None.

    Поступила: 01.12. 2023

    Переработана: 08.12.2023

    Принята к печати: 11.12.2023

    Originally received: 01.12. 2023

    Final revision: 08.12.2023

    Accepted: 11.12.2023