Препятствия на пути развития

Профессор Гибсон выступил с речью на симпозиуме Европейской группы по проблемам фенилкетонурии и выразил мысль о том, что использование низкомолекулярных неприродных аминокислот можно считать немного нестандартным. Мы поинтересовались, как возникла такая идея.

«Вообще-то впервые эта идея появилась у моего коллеги Билла [Уильяма] Зиннанти, когда он занимался исследованием синдрома Менкеса на мышах. Он использовал норлейцин (аминокапроновую кислоту), аналог лейцина, обычной аминокислоты с разветвленной цепью, добавляя ее в еду мышам с синдромом Менкеса, чтобы посмотреть, насколько это может снизить уровень лейцина и других аминокислот с разветвленной цепью в их головном мозге. И это сработало! Он смог продемонстрировать, как это снижает уровень требуемых веществ в головном мозге. Кроме того, можно было заметить, что данный метод улучшает поведение мышей и некоторые их неврологические показатели. В 2009 году он опубликовал результаты своей работы в одном известном издании, и это подтолкнуло меня к мысли о том, что, если такой метод можно применять к мышам с синдромом Менкеса, то, возможно, он будет эффективным и в случае с другими большими аминокислотами, как при фенилкетонурии.»

«И лейцин, и фенилаланин относятся к большим нейтральным аминокислотам (LNAA), они оба используют одни и те же переносчики при переходе через гематоэнцефалический барьер с периферической системы в головной мозг. Поэтому я подумал, что должен быть способ повлиять на фенилаланин и уменьшить его уровень в головном мозге. Если мы сможем найти его, то это станет революционным методом лечения фенилкетонурии у мышей (с фенотипом Pahenu2) и, возможно, в конечном итоге у людей. Мы взяли идею Билла Зиннанти и адаптировали ее для применения к мышам с фенилкетонурией. В настоящее время мы исследуем некоторые вещества, которые предположительно можно использовать на моделях животных с фенилкетонурией.»

От момента зарождения идеи до начала работы в лаборатории может пройти очень много времени. Мы поинтересовались, не возникало ли трудностей на этом пути. «Фактически мы начали исследования в данной области примерно в 2010-м. Да, начало у нас немного затянулось, к тому же, нужно было найти средства. Но нам повезло — мы получили поддержку Национального союза по проблемам фенилкетонурии (США). Они обеспечили начальное финансирование студентке выпускного курса Каре Фогель (первого автора работы, которую мы опубликовали в 2013 году) для двухгодичного исследования и фактического получения результатов в данной области. Это было очень важно, поскольку это позволило нам получить некоторые первичные данные, которые впоследствии помогли нам в сотрудничестве с другими субсидирующими организациями, в частности с Национальным институтом здравоохранения, США.»

Работа с мышами

В отношении планирования экспериментов в работе с мышами могут возникать значительные трудности. Как профессору удается определить, какие методы являются наиболее оптимальными в исследовании мышей?

«Вначале требуется немного времени для подбора модели животных, — говорит профессор Гибсон. — Также нужно было принять решение, каким образом мы будем вводить вещество — внутривенно, в качестве инъекций или перорально. Мы выбрали пероральный способ введения. И хотя данный метод является более медленным и менее удобным, чем другие, мы выбрали его, поскольку хотели сделать наше исследование максимально приближенным к клиническим условиям. Мы подумали, что использование данного метода позволит сократить время перехода от мышиной модели к применению для людей. Мы кормили мышей с фенилкетонурией специально подобранной едой в течение четырех недель, а затем мы проанализировали состояние их головного мозга, принимая во внимание уровень аминокислот.

Какие вещества показали обнадеживающие результаты? «Каре Фогель удалось найти старую связь с веществом под названием N-метиламиноизобутират, которое является специфическим соединением, не присутствующим в организме человека. Фактически, данное вещество предположительно является специфическим ингибитором транспортировки малой аминокислоты из периферической системы в головной мозг. Мы обнаружили, что данное вещество оказало существенное влияние на уровень фенилаланина в головном мозге у мышей. Это открыло дальнейшие пути исследований. Сейчас мы продолжаем поиски других веществ, подобных N-метиламиноизобутирату.

«Наша задача состоит в том, — объяснил профессор Гибсон, — чтобы найти вещество, которое окажет специфическое воздействие на фенилаланин. Мы уже очень близко подошли к этой цели. Однако, фенилаланин и тирозин являются сходными по своей структуре, у них почти одинаковые «постоянные насыщения» (назовем их так для обозначения перемещения из периферической системы в головной мозг), и все, что мы делали в последнее время, оказывало незначительное влияние на тирозин. Это представляет собой проблему, поскольку тирозин является предшественником дофамина, одного из основных моноаминных нейромедиаторов. Мы продолжаем поиск вещества, которое будет конкурировать с фенилаланином, но при этом не будет оказывать существенного воздействия на транспортировку всех других LNAA.»

Модель является всего лишь имитацией реального положения вещей

Многие люди, которые не связаны с научными исследованиями, сомневаются в значимости использования моделей животных. Какую роль играют животные в работе профессора Гибсона?

«Мышиная модель, безусловно, является базовой. Все мои исследования без исключения проводятся на мышиных моделях. Когда я был сотрудником Орегонского научного университета здравоохранения (США) в 1999 году, я разработал мышиную модель [мышь с дефицитом Aldh5a1] различных генетических заболеваний [4-гидроксимасляная (гамма-гидроксимасляная, GHB) ацидурия]. Доклинические исследования на мышах позволили нам найти новые терапевтические методы, которые на сегодняшний день стали поводом двух клинических исследований, спонсируемых Национальным институтом здравоохранения.

Текущее положение дел

Поиск пациентов для участия в любых клинических исследованиях всегда является трудным, но в случае наследственных нарушений обмена веществ существует еще одна проблема — малое количество пациентов, которые могут подойти для исследования. Как в таком случае перейти к следующему этапу — клиническим исследованиям?

«Это главное препятствие в нашей работе. Одним из решений было ограничение зоны проведения начальных исследований до одного центра (США). Таким образом мы хотели добиться того, что пациенты с определенным нарушением попадут в одно учреждение в достаточном количестве.»

Мы спросили, насколько важна связь между исследователями и организаторами групп пациентов в наборе пациентов для участия в исследованиях. «Организаторы групп пациентов и группы поддержки родителей играют важнейшую роль. Они помогают наладить отношения между исследователями и пациентами. Они сообщают участникам о продвижении в исследованиях. Сегодня во многих из этих групп ведется регистрация пациентов, утвержденная Европейским консультативным советом по проблемам фенилкетонурии. Это позволяет нам связаться с лечащими врачами, которые указаны в списках регистрации, рассказать им об исследовании и узнать, нет ли у них пациентов, которые могли бы подойти и, возможно, захотели бы принять участие в исследовании.