Ученые из США разработали антисмысловую терапию синдрома Тимоти, при котором антисенс-олигонуклеотиды к экзону 8А переключают экспрессию с патологической формы белка на нормальную. Эксперименты на органоидах и ассемблоидах мозга, а также на крысах, которым трансплантировали человеческие нейроны, показали, что антисмысловая терапия нормализует работу кальциевого канала и морфологию нейронов.

Синдром Тимоти — это наследственное мультисистемное заболевание, для которого характерны аутизм, эпилепсия, приступы гипогликемии, нарушения работы сердца и иммунной системы. Синдром Тимоти 1 типа вызывается гетерозиготной миссенс-мутацией c.1216G>A в экзоне 8А гена CACNA1C, который кодирует субъединицу потенциалзависимого кальциевого канала CaV1.2. Выделяют также синдром Тимоти 2 типа, при котором та же мутация находится в экзоне 8. В настоящее время для лечения синдрома Тимоти применяют блокаторы кальциевых каналов, однако такая терапия неэффективна.

Учёные из Стенфордского университета предложили лечить синдром Тимоти 1 типа с помощью антисмысловых олигонуклеотидов, которые блокируют экзон 8А и способствуют экспрессии экзона 8 в гене CACNA1C.

Учёные трансплантировали в мозг крыс кортикальные нейроны от трех пациентов с этим заболеванием. Затем животным интратекально (в подоболочечное пространство мозга) ввели антисенс-олигонуклеотиды, а через 1–2 недели провели анализ трансплантированных нейронов.

После антисмысловой терапии в трансплантате снизилась экспрессия экзона 8А. Тот же эффект был достигнут в коре головного мозга и мозжечке крыс, что связано с высокой гомологией крысиного гена Cacna1c и человеческого CACNA1C. Кроме того, антисмысловая терапия нормализовала остаточную внутриклеточную концентрацию кальция после деполяризации кортикальных нейронов, а также исправила дефекты в морфологии дендритов интернейронов.

Антисмысловая терапия синдрома Тимоти 1 типа способствовала преимущественной экспрессии экзона 8А в гене CACNA1C. Однако сейчас олигонуклеотиды не «различают» экзон 8А в гене дикого типа и в мутантном гене, что ученые намерены исправить за счет изменения длины олигонуклеотидов или введения химических модификаций. Авторы работы также отметили, что следует оценить влияние антисмысловой терапии на работу сердца, также используя органоиды, и проверить ее токсичность in vivo.

В будущем они планируют выяснить, характерен ли аномальный сплайсинг экзонов 8 и 8А для синдрома Тимоти 2 типа и можно ли решить эту проблему с помощью антисмысловых олигонуклеотидов.