Аннотация. Обзор литературы посвящен современным методам лечения лизосомных болезней накоплена В статье обсуждаются основные терапевтические стратегии и результаты применения новых подходов к ведении больных лизосомными болезнями.
Ключевые слова: пиэосомныь болезни, энзимоэаместительноя терапия, генная терапия.

Лизосомные болезни — заболевания, в основе ко­торых лежат нарушения биогенеза и функций клеточных органелл лизосом .  Патогенез лизосомных болезней обусловлен так называемым «синдромом переполниния» (overloading syndrome). Развитие синдрома пере полнения связано с отсутствием активности одного из лизосомных ферментов, что ведет к накоплению вещества (субстрата), расщепляемого этим энзимом, в лизосомах клеток.
До недавнего времени эта группа заболеваний пред­ставляла тяжелую, некурабельную патологию Лечение, пациентов было в основном паллиативным, симптома тическим. Однако накопление знаний о клеточной и мо­лекулярной биологии лизосом и совершенствование тех­нологий, позволяющих коррегировать нарушения их функции, привели к появлению и успешной реализации принципиально новых подходов к терапии лизосомных болезней. Предложены три новые терапевтические стра­тегии. которые связаны с воздействием либо на патоло­гический субстрат, либо на поврежденный фермент, либо ген, функция которого нарушена.
Воздействие на патологический субстрат. Эта стратегия включает два основных подхода химическую модификацию, рассредоточение продукта накоплений и снижение синтеза субстрате
Модификация продукта накопления эффективна при лечении заболеваний, обусловленных дефектами транспортных систем лизосом, когда происходит накоп­ление конечного продукта расщепление В этом случае химическое превращение патологического метаболита в другое вещество, которое может транспортиро­ваться с помощью неповрежденных транспортных систем, обеспечивает освобождение лизосом от избытке субстрата. Такой подход используется, в частности, при лечении цистиноза. Цистеамин (Cyetapon, Mylan Pharmaceuticals Morgantowri, West Virginia) рекомендоввн к применению у больных цистинозом с 1994 года. Это вещество проникает через мембрану лизосом и взаимодействует с цистином, образуя цистеин и цистеин-цистеамин — смешанные дисульфиды, которые удаляются из лизосом системой транспорта лизина. Испол1зование цистеамина в терапии цистиноза способствует сохранению функции почек, уменьшает явления гипотероза, растворяет кристаллы цистина в роговице, пре пятствует кальцификации стенок коронарных артерий, н: не предупреждает полностью прогрессирование забо левания. Ввиду вышеизложенного ранее период ле чения цистеамином был ограничен сроками развитие почечной недостаточности у больных цистинозом. Одна­ко последние данные, полученные Gahl и соавторам; свидетельствуют об эффективности длительного приемг цистеамина, который позволяет продлить функциониро­вание почечного аплотранеппантатз, предупредить ра:- витие миопатии, сахарного диабета, нарушения функций легких и гиперхолестеринемии и в конечном итоге сни зить смертность больных цистинозом.
Снижение синтеза субстрата представляет собой подход, альтернативный модификации продукта накоп­ления. В случае сохранения остаточной активности фер­мента в лизосомах баланс между катаболизмом вещества и его поступлением в лизосомы может быть восстановлен благодаря снижению продукции субстра­та. Синтезирован ряд низкомолекулярных веществ, иь гибирующих синтез компонентов гликосфинголипидов, которые проникают через гематоэнцефалический барьер; что создает уникальную возможность снизить накопление патологического субстрата в нервной ткани. Первый лекарственный препарат для снижения синтеза субстра­та — миглустат (Zaveska<£*. Actelion) рекомендован и и: пользуется для лечения болезни Гоше 1 типа легкой или средней степени тяжести с 2002-2003 гг. [б]. Миглустгт ингибирует церамидгликозилтрэнсферазу и нарушает об­разование гликоэилцерамида — основного компонент; всех гликосфинголипидов Giraldo и соавторы сообщили об опыте лечения миглустатом 25 взрослых пациентов с болезнью Гоше 1 типа, 15 из которых прежде получай, энзимозаместительную терапию.У больных, получа; ших миглустат отмечалась попожитепьная динамика и стабилизация гематологических показателей (увепич- : 1ие кониентрации гемоглобина, количества тромбоци­тов). снижение активности хитотриозидазы. уменьшение размеров печени и селезенки и инфильтрации костного мозга клетками Гоше, отсутствие болей в костях или кос­тных кризов. В целом результаты лечения миглуста- том соответствовали таковым при заместительной энзи- мотерапии. При этом эффект миглустата в отношении уменьшения тяжести поражения скелета был даже бо­лее заметным, что, по мнению авторов, объяснялось луч­шим проникновением препарата в костную ткань вслед­ствие малых размеров его молекулы Т Положительные результаты лечения миглустатом были получены и други­ми исследователями, которые указывали также на его безопасность и относительно хорошую переносимость. Основной побочный эффект миглустата — диа­рея и снижение массы тела — связан с ингибированием кишечной лактазы и коррегируется назначением соот­ветствующей диеты. Тремор и парестезии на фоне лечения миглустатом — следствие нарушения синтеза миелина — развиваются редко. Не получено также дока­зательств того, что применение миглустата может нару­шать когнитивную функцию [6]. Вместе с тем продолжа­ются исследования эффективности миглустата при неврологических формах болезни Гоше . Следует от­метить, что были сделаны попытки использовать миглустат для лечения и других лизомных болезней: болезни Фабри. GM1- и СМ2-ганглиозидозов, болезни Нимана- Пика типа С, мукополисахаридоза IIIA типа [14]. В опытах на животных было показано, что применение миглустата при ганглиозидозах уменьшает накопление ганглиозидов в нейронах центральной нервной системы и способству­ет более позднему развитию клинической картины бо­лезни (15]. Опираясь на эти сведения, Bembi использо­вал миглустат для лечения 2 больных с инфантильной формой болезни Тея-Сакса. Этот опыт оказался в целом неудачным, так как регресса или хотя бы задерж­ки прогрессирования неврологической симптоматики не произошло, несмотря на высокую концентрацию препа­рата в цереброспинальной жидкости, что подтверждало достаточную проницаемость гематоэнцефалического барьера для миглустата. По мнению Poplawski, резуль­таты экспериментов на животных свидетельствуют, что снижение синтеза субстрата может быть эффективным скорее при лечении ювенильной или взрослой хроничес­кой форм ганглиозидозов при сохранении остаточной ак­тивности фермента. Alfonso и соавторы сообщили о том, что миглустат увеличивает остаточную активность глю- коцереброзидазы, т.е. действует как молекулярный че- перон [17]. Возможно, что успех применения миглустата в лечении гликосфинголипидозов определяется не толь- ко снижением синтеза гликосфинголипидов, но и возмож­ностью повысить резидуапьную активность поврежден­ного энзима.
Воздействие на поврежденный фермент подразумевает стабилизацию и поддержание резидуальной (остаточной) активности фермента, заместительную эн- зимотерапию, клеточную терапию. Эффект предупреж­дения денатурации и потери функциональной активнос­ти лизосомных ферментов наблюдается в присутствии небольших количеств субстрата или продукта энзима, а также веществ, называемых молекулярными чеперонами. Эти вещества представляют собой обратимые, активные, сайт-направленные или сайт-специфические ингибиторы фермента В некоторых случаях возникнове­ние лизосомного заболевания обусловлено синтезом ферментов, которые вследствие нарушения последова­тельности аминокислот в цепи не способны приобретать правильную третичную и четвертичную структуру. Такие белки разрушаются в эндоплазматической цепи и не транспортируются в лизосомы, несмотря на то, что могут вполне адекватно функционировать в них. Поскольку для предотвращения развития фенотипа болезни иногда до­статочно сохранение всего 10-15% активности фермента в лизосомах, даже небольшое увеличение резидуальной активности энзима может оказаться весьма эффектив­ным [19]. Молекулярные чепероны в субъингибиторных концентрациях способны связываться с мутантными бел­ками, «помогать» им формировать правильную структу­ру и транспортироваться в лизосомы. В лизосомах избы­ток субстрата вытесняет молекулы ингибитора, и фермент проявляет нормальную биологическую активность (рису­нок 2).
Реализация этого подхода в терапии лизосомных болезней находится пока на стадии эксперимента. Од­нако получены первые положительные результаты ис­пользования молекулярных чеперонов при лечении бо­лезни Фабри, болезни Гоше и болезни Помпе. В 1999 г Fan сообщил об увеличении остаточной активнос­ти фермента «-гапактозидазы в пимфобластах после ин кубэции с 1-деокси-гапактоноииримуцином [19] Анало­гичные результаты были получены Yam В 2002 г. Sawkar отметил, что Ы-(л-нонил) деокси-ииримуцин спо собствует поддержанию и сохранению активности дефе.г. тной Ц-гпюкозидазы, синтез которой обусловлен наличи­ем мутации N370S в культуре фибробпастов, и предположил, что данный эффект может использовать­ся для разработки новых подходов к терапии болезни Гоше. В 2001 г. Frustaci с соавт. сообщили об успеш ном использовании внутривенного введения галактозы для лечения кардиэльной формы болезни Фабри. Терапия галактозой в течение трех месяцев привела к существенному улучшению сократительной функции ми­окарда. Через 2 года пациент, который до начала лече­ния нуждался в пересадке сердца, смог вернуться к ра боте. В 2004 г. препарат Amiga I (ТМ) (migalastat hydrochloride. Amicus Т herapeutlcs) получил статус орфанового препара­та для лечения болезни Фабри. В 2008 г. успешно за­вершился второй и начался третий этап клинических испы твний этого лекарственного средства. В настоящее время продолжается второй этап клинических испытаний пре­паратов Plicera™ (isofagomine tartrate, Amicus Therapeutics) для лечения болезни Гоше и АТ2220 (1- deoxynojirimycin hydrochloride, Amicus Therapeutics) для лечения болезни Помпе [24]. Ограничения терапии мо­лекулярными чеперонами очевидны: этот подход не мо­жет быть эффективным в случаях полного отсутствия ос­таточной активности фермента. Однако, по мнению Fan, сочетание заместительной энзимотерапии и лечения молекулярными чеперонами будет способствовать ста билизации экзогенного фермента и поддержанию его активности in vivo, что позволит снизить дозу вводимого препарата и уменьшить стоимость заместительной терапии. Завершая обсуждение терапии молекуляр­ными чеперонами, следует отметить, что исследования в этом направлении ведутся для поиска новых методов лечения не только лизосомных. но и других болезней обмена. В эксперименте получены обнадеживающие результаты применения чеперонов при муковисцидозь, дефиците г^-антитрипсина, семейной гиперхолестерине — мии, амилоидозе, синдроме удлиненного QT и ряде дру­гих.
Заместительная энзимотералия — наиболее рас­пространенный подход к печению лизосомных болезней накопления в настоящее время. Заместительная тера­пия успешно применяется для лечения болезни Гоше I и til типов, болезни Фабри и болезни Помпе, мукопописахаридозов.
Концепция заместительной энзимотерапии суи» ствуел уже более 30 лет Первые попытки введения зогенной глюкоцереброзидазы с целью лечения боле: ни Гоше относятся к 70-м годам прошлого века. Однаи фармакологически активный препарат глюкоцереор’ зидазы удалось получить только в конце 80-х годов. К настоящему моменту опыт заместительной энзимой рзлии при болезни (оше насчитывает уже 16 пет. Более 4500 больных в разных странах мира получают лечение препаратами глюкоцереброзидазы. Развитие реко’бинантных биотехнологий создает уникальные возмог ности для синтеза новых препаратов заместительной энзимотерапии. 1ак, в течение последних 5 лет получели статус орфановых и нашли свое применение в клин^ ческой практике 3 новых препарата для лечения муке- полисахаридозов II и VI типов, болезни Помпе.
К сожалению, экзогенные ферменты проникают не во все органы и ткани, в частности невозможен их пере­ход через гематоэнцефалический барьер и синовиаль­ную оболочку, что ограничивает возможности энзимоте­рапии при лечении болезней накопления, при которых е патологический процесс вовлечены преимущественно нервная и хрящевая ткани (3, 13, 34]. Другая проблема связанная с проведением заместительной терапии, — иммунная реакция организма на введение экзогенного белка, особенно у пациентов с отсутствием остэточной активности собственного фермента. Высокая стоимость лечения, зависимость пациента от еженеделсных внутривенных инфузий препарата составляют социальный аспект проблемы заместительной энзимотеропии
Трансплантация клеток, продуцирующих недосте ющий фермент, представляет альтернативу замести­тельной энзимотерапии и необходимости пожизненного введения экзогенного фермента Известно, что до 40% вновь синтезируемых в клетке лизосомных фер ментов секретируется и поглощается соседними клет­ками. Возможность перекрестной коррекции метабо­лического дефекта благодаря переносу энзимов от нормальных клеток к дефицитным по данному фермен­ту составляет патогенетическую основу клеточной терапии лизосомных болезней. Предпочтительной является трансплантация стволовых клеток, которые могут дифференцироваться в клеточные линии, способные колонизировать и синтезировать фермент для других тканей. Разновидность клеточной терапии — трансплантация костного мозга — эффективна при некоторых лизосомных болезнях и применялась, в частности, для мониторинга МПС I. Данные о результата) трансплантации костного мозге у больных МПС I типе свидетельствуют о том, что пересадка костного мозга замедляет прогрессирование болезни, способствует коррекции висцеромегалии, улучшает сердечную дея­тельность, слух и увеличивает продолжительность «изни пациентов. Вместе с тем трансплантация кост­ного мозга не предохраняет от прогрессирования костно-суставной патологии, поражения клапанов сер­дца, не снижает накопление гликозаминогликанов в роговице. Важнейший эффект пересадки кост­ного мозга — сохранение и улучшение когнитивной функции. По мнению Walkey, кроветворные клетки трансплантата способны дифференцироваться в цен­тральной нервной системе а клетки периваскулярной микроглии или макрофаги и синтезировать фермент, который далее может поглощаться нейронами. Это уменьшает накопление патологического субстрата и повреждение нейронов и препятствует прогрессировать неврологической симптоматики. К сожале­нию, эффекта предотвращения интеллектуального регресса вследствие трансплантации костного мозгз удается достичь не у всех больных МПС I. По мнению большинства исследователей, пересадку костного мозга с целью предотвращения развития умственной отсталости целесообразно выполнять детям в возра­сте до 2 лет и при коэффициенте интеллекта (IQ) не менее 80.
Подбор донора для трансплантации костного мозга представляет существенные трудности. Grewal отмеча­ет, что, несмотря на развитие международных регист­ров доноров костного мозга, поиск трансплантата зани­мает в среднем не менее 4 месяцев и лишь в 50% случаев завершается успешно. Банки клеток пуповинной крови представляют альтернативный источник стволовых гемопозтических клеток для пациентов с ме­таболической патологией. По данным Stada, сообщив­шей об опыте трансплантации стволовых клеток пуповинной крови у 20 детей с МПС I типа, длительность поиска донора для этих пациентов не превышала 15 дней. По мнению автора, пересадка стволовых клеток пуповинной крови у больных МПС I типа по сравнению с трансплантацией костного мозга безопаснее и эффек­тивнее в отношении коррекции нарушений костно-суставной системы.
Пересадка стволовых клеток, независимо от источ­ника их получения, представляет опасность для пациен­та ввиду возможных осложнений иммуносупрессивной терапии, иммунологической несовместимости и прочих. В связи с этим выбор лечебной тактики в пользу замести­тельной энэимотерапии или трансплантации стволовых клеток у больных МПС I типа зависит от возраста пациен­тов, степени умственной отсталости, тяжести соматичес­кой патологии и определяется соотношением риска воз­можных осложнений и потенциально достижимого положительного эффекта.
Вместе с тем для ряда лизосомных болезней накопления с преимущественным поражением цент­ральной нервной системы пересадка стволовых клеток остается единственным возможным методом патогене­тической терапии. Так, получены обнадеживающие ре­зультаты трансплантации клеток пуповинной крови при болезни Краббе, метахроматической лейкодистрофии, адренолейкодистрофии, болезни Тея-Сакса, муко- пипидозе II типа.
воздействие на генном уровне. Эта стратегия объединяет генную терапию, супрессию нонсенс-мутаций с помощью аминогликозидов и репарацию поврежден­ных генов.
Генная терапия включает трансплантацию клеток после трансдукции нормальной копии поврежденного гена ex vivo, а также прямое введение вируса, несущего терапевтический ген in vivo, Генная терапия лизосом­ных болезней находится пока на стадии экспериментов на животных. Gieselmann проанализировал данные о результатах генной терапии сфинголипидозов у мышей и отметил ряд моментов, которые могут иметь значе­ние при разработке методов генотерапии. Выяснилось, что увеличение активности дефицитного энзима, необ­ходимое для коррекции метаболического дефекта, мо­жет варьировать в зависимости от заболевания. Так, для уменьшения накопления патологического субстрата в тканях при болезни Фабри или галактосиалидозе дос­таточно 10-30% активности фермента, в то же время как при метахроматической лейкодистрофии достаточ­ный клиренс продукта накопления из тканей достигает­ся лишь при гиперэкспрессии энзима и активности арил- сульфатазы А 200%. Были обнаружены различия в экспериментальных данных о распределении ферментов в организме животных-моделей, прежде всего о про­никновении их через гематоэнцефалический барьер, что, по мнению автора, свидетельствует о существовании путей транспорта энзимов, альтернативных известному маннозо-6-фосфатному пути. Все вышеизложенное де­лает невозможным экстраполяцию выводов, получен­ных при изучении результатов генотерапии одного за­болевания на другое. В целом, заключает Gieselmann, при отсутствии накопления в центральной нервной сис­теме для коррекции метаболического дефекта может быть эффективна как трансплантация стволовых гене­тически модифицированных клеток, так и введение ви­русного вектора непосредственно в кровоток или в один из органов-мишеней (например, в легкие). В случаях же накопления в центральной нервной системе обнаде­живающие результаты дали только эксперименты с не­посредственным введением в мозг вирусного вектора и трансплантация стволовых клеток, секретируюших по­вышенное количество фермента, также в центральную нервную систему.
Первые статьи о супрессии нонсенс-мутаций в гене трансмембранного регулятора муковисцидоза с помощью аминогликозидов появились в конце 90-х годов XX века. Многие исследователи в экспериментах in vitro и in vivo подтвердили данные о том, что воздействие гентамицина и других аминогликозидов (тобрамицина, амикацина, G418) восстанавливает функциональную активность этого белка [57-60]. Позднее аналогичные сведения были полу­чены в отношении других рецессивных заболеваний: мио- дистрофии Дюшена [57, 61], спинальной мышечной атрофии, гемофилии А и В [63], аутосомно-рецессивного проксимального почечного тубулярного ацидоза [64]. В 2001 г. Keeling сообщил об увеличении в присутствии ген­тамицина активности «-идуронидазы в культуре фибро- бластов больных МПС I типа, гетерозиготных носителей мутаций Q70X и W402X. Инкубация фибробластов с гентамицином способствовала повышению активности фермента на 2,5-3% и уменьшению накопления гликоза­миногликанов в клетках. Автор считает, даже такого не­ большого увеличения активности L-идуронидазы  было бы достаточно дли предотвращения развития тяжелой формы заболевания у пациентов. Механизм действии гентамицина в отношении супрессии нонсенс-мутаиий иссле­дован Yoshizawa (65). Было показано что гентамицис. связывается с малой субъединицей рибосомальной РНК в области сайта распознавания транспортной РНК, стаби лизирует взаимодействие транспортной и матричной РНК уменьшает диссоциацию транспортной РНК и фактически индуцирует ошибку трансляции, что способствует синтезу полноразмерного белка. Несмотря на то. что аминокис­лотная последовательность такого белка нарушена, он подвергается нормальному гликозилированию в аппара те Гольджи и транспортируется в лизосомы, где может осуществлять свою функцию.
Заключение. Наука о лизосомных болезнях накоп­ления родилась на стыке медицины, биохимии и молеку лярной генетики. Возможно, именно поэтому для данной наследственной патологии разработаны уникальные ме­тоды терапии, направленные на устранение самого мо­лекулярного дефекта, лежащего в основе заболевания. Эффективность печения тем выше, чем на более ранней стадии патологического процесса оно начато. Это ставит перед специалистами новые задачи, направленные на раннее выявление и профилактику лизосомных болезней.

(Автор: Гасина А.А. , Гусина Н.Б, журнал «Медицина» № 3 2009 год.)