Наследственная нейропатия зрительного нерва

Обновлено: 23.04.2024

Наследственная оптическая нейропатия Лебера (Leber hereditary optic neuropathy, LHON), или наследственная атрофия зрительных нервов Лебера, или болезнь Лебера (не путать с амаврозом Лебера. – названия похожи, но клинические проявления различаются) –митохондриальное заболевание, манифестирующее, как правило, в возрасте 15-35 лет (однако возраст начала заболевания может варьировать от 1 до 70 лет). Леберовская атрофия зрительного нерва характеризуется острым или подострым двусторонним медленным снижением остроты центрального зрения, при этом не сопровождается болью в глазных яблоках. Глаза могут поражаться как одновременно, так и последовательно, с интервалом в несколько месяцев. Как правило, снижение зрения остается выраженным и постоянным, но описаны случаи, когда спустя несколько лет происходит спонтанное улучшение зрения, иногда значительное. На ранних стадиях заболевания часто отмечается поражение цветового зрения. В ряде семей кроме снижения остроты зрения выявляются и неврологические симптомы: тремор, атаксии, дистония, судороги, а в некоторых случаях – заболевания, не отличимые от рассеянного склероза. Характерными особенностями наследственной оптической нейропатии Лебера являются неполная пенетрантность (до 50% у мужчин и 10% у женщин) и большая частота заболевания среди мужчин (мужчины болеют в 3-5 раз чаще женщин), возможно, связанная с действием Х-сцепленного модифицирующего гена, расположенного в районе Xp21. Показано, что важное влияние на начало и развитие заболевания оказывают факторы риска – стрессы, курение, употребление алкоголя, действие токсинов, лекарств и инфекций.

Как и для других заболеваний с митохондриальным наследованием, для наследственной оптической нейропатии Лебера характерны передача по материнской линии, а также явление гетероплазмии (присутствие в клетке более одного типа митохондрий), которым в ряде случаев можно объяснить неполную пенетрантность.

Причиной развития наследственной оптической нейропатии Лебера являются мутации в митохондриальной ДНК. Выделяют 18 аллельных вариантов заболевания, связанных с миссенс-мутациями в ряде митохондриальных генов. Большинство этих мутаций являются редкими (встречаются в одной или нескольких семьях в мире), однако в 95% случаев выявляется одна из трех мажорных мутаций: m.3460G>A, m.11778G>A или m.14484T>C. Все они изменяют структуру генов, кодирующих белки первого комплекса дыхательной цепи митохондрий.

Показано, что степень тяжести заболевания и возможность восстановления зрения коррелируют с выявленными мутациями. Так, считается, что мутация m.11778G>A вызывает наиболее тяжелые формы, m.3460G>A – более легкие, а m.14484T>C дает наиболее благоприятный прогноз.

Нами разработан набор для ДНК-диагностики Атрофии зрительного нерва Лебера. Наборы предназначены для использования в диагностических лабораториях молекулярно-генетического профиля.

В Центре Молекулярной Генетики проводится диагностика основных трех мажорных мутаций m.11778G>A, m.14484T>C, m.3460G>A, а также 9 более редких первичных мутаций: m.3733G>A, m.4171C>A, m.10663T>C, m.14459G>A, m.14482C>G, m.14482C>A, m.14495A>G, m.14502T>C, m.14568C>T.

Наследственная нейропатия зрительного нерва

Наследственные нейропатии зрительного нерва являются результатом генетических дефектов, которые вызывают снижение остроты зрения и иногда приводят к патологии сердца и нервной системы. Эффективного лечения не существует.

В группу наследственных нейропатий зрительного нерва входят доминантная атрофия зрительного нерва и наследственная нейропатия зрительного нерва Лебера; оба заболевания являются митохондриальными цитопатиями ( 1 Общие справочные материалы Наследственные нейропатии зрительного нерва являются результатом генетических дефектов, которые вызывают снижение остроты зрения и иногда приводят к патологии сердца и нервной системы. Эффективного. Прочитайте дополнительные сведения ). Эти заболевания обычно проявляются в детском или подростковом возрасте двусторонним симметричным выпадением центральных полей зрения. Повреждения зрительного нерва обычно носят постоянный характер, в некоторых случаях прогрессируют. К моменту диагностики атрофии зрительного нерва обычно уже развивается его стойкое поражение.

Доминантная атрофия зрительного нерва

Доминирующая атрофия зрительного нерва имеет аутосомно-доминантный тип наследования. Это заболевание считаетсясамой распространенной наследственной нейропатией (заболеваемость с частотой от 1:10 000 до 1:50 000 населения). Считается, что оптическая абиотрофия является причиной преждевременной дегенерации зрительного нерва, что приводит к прогрессирующей потере зрения. Манифестация наступает в первом десятилетии жизни.

Наследственная атрофия зрительного нерва Лебера

Наследственная атрофия зрительного нерва Лебера характеризуется дефектом митохондриальной ДНК Расстройства митохондриального окислительного фосфорилирования Нарушение окислительного фосфорилирования часто, но не всегда, приводит к молочному ацидозу, влияющему, в частности, на центральную нервную систему, сетчатку и мышцы. См. также Подходы к лечению. Прочитайте дополнительные сведения , что нарушает клеточное дыхание. Несмотря на то что страдают ДНК митохондрий всех клеток тела, первым проявлением болезни является именно потеря зрения. Чаще всего это заболевание наблюдается у мужчин (80–90% случаев). Болезнь наследуется по женской линии, nо есть все потомки женщины с патологическими генами унаследуют патологию, но только женщины могут передать ее дальше, потому что зигота получает митохондрии только от матери.

Общие справочные материалы

1. Kisilevsky E, Freund P, Margolin E: Mitochondrial disorders and the eye. Surv Ophthalmol 65(3):294-311, 2020. doi: 10.1016/j.survophthal.2019.11.001

Симптомы и признаки наследственных нейропатий зрительного нерва

Доминантная атрофия зрительного нерва

Наследственная атрофия зрительного нерва Лебера

У некоторых пациентов с наследственной атрофией зрительного нерва Лебера также наблюдаются нарушения проводимости сердца. У других пациентов наблюдаются малые неврологические отклонения, такие как постуральный тремор, потеря лодыжечного рефлекса, дистония, спастичность или заболевания, схожие с рассеянным склерозом.

Наследственная Оптическая Нейропатия Лебера

Наследственная Оптическая Нейропатия Лебера (NOHL или LHON), также известная как Атрофия Зрительного Нерва Лебера (LOA), названа в честь доктора Теодора Лебера, который описал её в 1871 году, как характерную картину внезапной потери зрения у молодых людей, в с семейном анамнезе которых наблюдалась потеря зрения. Это самая распространенная наследственная оптическая невропатия, её причиной является митохондриальная мутация и её распространенность очень низкая, их в большинстве географических районов она неизвестна. На северо-востоке Англии и Финляндии заболевание затрагивает 1 человека из каждых 31 000 или 50 000 соответственно.

Это обычно наблюдается у молодых мужчин в возрасте от 18 до 35 лет, хотя это может также повлиять на детей младшего возраста и взрослых старше 35 лет. У женщин оно встречается гораздо реже.

Как правило, оно вызывает серьезную потерю зрения в обоих глазах. В большинстве случаев, процесс начинает в одном глазу и через несколько недель или месяцев переходит на второй глаз.

Почему оно производится? Что такое наследственность митохондрий?

Хотя подавляющее большинство нашего генетического материала (ДНК) расположено в ядре клеток, его небольшая часть находится в митохондриях (митохондриальная ДНК или мтДНК).

Гены ядра наследуются от обоих биологических родителей. Однако, ДНК митохондрии наследуются только от матери. Это означает, что мужчина с мутацией в митохондриальной ДНК не передаст его ни одному из своих биологических потомков, тогда как женщина с мутацией в митохондриальной ДНК передаст её всем своим биологическим потомкам.

90-95% случаев LHON связаны с одной из трех специфических мутаций мтДНК. Однако значительная часть людей с этими мутациями никогда не развивают симптомы заболевания. В частности, только 10% женщин и 50% мужчин, несущих любую из этих мутаций, имеют оптическую нейропатию. Это подразумевает, что другие факторы, генетические (митохондриальные или ядерные) и / или факторы окружающей среды должны действовать так, чтобы произошла потеря зрения. Так, например, воздействие табака или большого количества алкоголя у людей, несущих эти мутации, увеличивает риск развития заболевания.

Симптомы Оптической Нейропатии Лебера

Как правило, носители LHON не имеют до тех пор, пока они не теряют значительно быстро зрение в одном глазу и через несколько недель или месяцев также в другом глазу. Зрение продолжает ухудшаться в течение нескольких недель, пока оно не станет значительным, и в большинстве случаев центральное видение (необходимое для чтения, вождения и распознавания лиц) серьезно страдает в обоих глазах, хотя некоторые люди испытывают определенное восстановление зрения через некоторое время. Эта постоянная потеря зрения является следствием смерти клеток зрительного нерва, ответственных за передачу изображений из глаз в головной мозг.

Хотя потеря зрения является единственным симптомом у большинства пациентов с LHON, в некоторых случаях из них были описаны нарушения сердечного ритма, а также неврологические изменения (такие как постуральный тремор или другие нарушения движения).

Как оно диагностируется? Существует лечение этого заболевания?

Это заболевание сложно диагностировать по нескольким причинам. Во-первых, это наследственное заболевание, но оно не проявляется у всех людей, имеющих мутации. По этой причине он может появиться без учета семейного анамнеза болезни.

Чтобы диагностировать его, обычно необходимо провести тщательную нейрофтальмологическую оценку и анализ крови для исследования мтДНК.

В анализе глазного дна сначала наблюдается микроангиопатия и отек слоя перипапиллярного нервного волокна, который прогрессирует до оптической атрофии.

В настоящее время прогноз обычно представляет собой постоянную серьезную потерю зрения. Изучается несколько способов лечения этого заболевания, и в ICR проводится исследование болезни, которая находится на этапе отбора.

Наследственная нейропатия зрительного нерва

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта», ул. А. Невского, 14, Калининград, 236016, Российская Федерация

Альбертский университет, 85 Авеню, Эдмонтон, AB T6G 2R3, Канада

Наследственная оптическая нейропатия Лебера

Журнал: Вестник офтальмологии. 2018;134(2): 92‑97

Наследственная оптическая нейропатия Лебера характеризуется двусторонней безболезненной потерей зрения, как правило, в возрасте до 25 лет. С момента первого описания в 1871 г. к настоящему времени многое стало понятно в этиологии и патогенезе заболевания. В представленной работе наследственная оптическая нейропатия Лебера рассматривается с точки зрения офтальмологии, неврологии и молекулярной генетики. Приводятся данные экспериментальных методов лечения заболевания, один из которых проходит клинические испытания.

Альбертский университет, 85 Авеню, Эдмонтон, AB T6G 2R3, Канада

Теодор Карл Густаф фон Лебер — немецкий офтальмолог, чье имя стало частью названия отдельных нозологических форм — наследственной оптической нейропатии Лебера (LHON, Leber hereditary optic neuropathy) и амавроза зрительного нерва Лебера (LCA, Leber congenital amaurosis). Эти заболевания имеют разные патогенез и клинические проявления, поэтому их необходимо четко различать. В настоящем обзоре речь пойдет только о наследственной оптической нейропатии Лебера (НОНЛ).

В возрасте 31 года доктор Лебер публикует работу, в которой описывает 15 случаев из 4 семей, имевших наследственную атрофию зрительных нервов (основной клинический симптом НОНЛ) [1]. Долгие годы после этого ученые и врачи пытались выяснить характер наследования данного заболевания, пока американский биохимик Дуглас Уоллес в 1988 г. не обнаружил мутацию в митохондриальной ДНК (мтДНК), ассоциированную с НОНЛ [2]. К настоящему времени описаны 18 патогенных мутаций мтДНК, ассоциированных с НОНЛ, и столько же мутаций, патогенность которых еще предстоит доказать либо опровергнуть. Кроме того, все яснее становится молекулярный патогенез заболевания, что в свою очередь способствует развитию терапии НОНЛ. Причина НОНЛ связана с мутациями только мтДНК. Кроме того, данное заболевание является наиболее распространенной митохондриальной патологией. Частота НОНЛ составляет примерно 1:50 000, однако носители мутаций встречаются приблизительно в 5 раз чаще — 1:10 000 [3].

Клиническая картина болезни

Манифестация заболевания обычно наблюдается в юношеском возрасте и первом периоде зрелого возраста. Отмечено, что у мужчин мутации проявляются клинически в среднем в 5 раз чаще. Как правило, болезнь поражает глаза не одновременно, а с интервалом в несколько недель или месяцев. Дебют заболевания характеризуется резким безболезненным снижением центрального зрения, появляются абсолютные центроцекальные скотомы. Развитие болезни Лебера характеризуется двумя стадиями — острой и атрофической [4]. В острой фазе выделяют триаду признаков: 1) гиперемию и стушеванность границ зрительного диска; 2) перипапиллярную микроангиопатию; 3) отсутствие транссудации флюоресцеина вокруг диска зрительного нерва (ДЗН) при проведении флюоресцентной ангиографии сетчатки. Атрофическая стадия начинается с побледнения всего ДЗН или его височной половины уже через несколько недель или месяцев. Для семей характерно широкое варьирование клинического проявления и количества заболевших. Атипичные случаи клинического течения заболевания включают увеличение остроты зрения, уменьшение размеров центральных скотом и переход скотомы из абсолютной в относительную при сохранении на глазном дне картины частичной атрофии зрительных нервов [5].

Иногда снижение остроты зрения при НОНЛ проявляется совместно с другими неврологическими симптомами [6]. Это могут быть тремор, атаксия и спастические парезы. Полинейропатия проявляется нарушениями тактильной и вибрационной чувствительности в дистальных отделах нижних конечностей. Ахилловы рефлексы могут быть снижены либо полностью отсутствовать. Поскольку в 20% случаев при НОНЛ выявляется также и тремор, можно предположить их генетическую взаимосвязь. Были описаны случаи НОНЛ в сочетании со спастическим парапарезом, атаксией, нарушением чувствительности по полиневрическому типу. При компьютерной томографии больных были обнаружены диффузные повреждения белого вещества мозга, что косвенно свидетельствовало о возможной взаимосвязи с рассеянным склерозом. Помимо неврологических нарушений, у больных с НОНЛ могут наблюдаться некоторые костно-суставные изменения. В единичных случаях отмечаются кардиальные нарушения, проявляющиеся на ЭКГ удлинением интервала Q—T, глубоким зубцом Q и высоким зубцом R. Редко наблюдается нейросенсорная тугоухость.

Молекулярная генетика болезни

Поскольку НОНЛ ассоциирована с мутациями в мтДНК, это определяет характер наследования заболевания: мутацию наследуют все дети больной женщины (митохондриальное наследование). Стоит отметить, что митохондриальное наследование в первом приближении можно спутать с X-сцепленным рецессивным наследованием — в обоих случаях болеют дети больной женщины. Разница заключается в соотношении полов больного потомства: при митохондриальном наследовании все дети имеют равный шанс заболеть, в то время как при X-сцепленном рецессивном наследовании мутация клинически проявляется лишь у мужского пола. Стоит, однако, отметить неполную пенетрантность мутаций, ассоциированных с НОНЛ, — носитель мутации не всегда будет иметь определенные клинические проявления заболевания. Существуют также спорадические случаи — мутация, возникшая в мтДНК de novo, также может спутать понимание характера наследования. Таким образом, анализ родословных является неотъемлемой частью постановки диагноза.

В ходе молекулярно-генетического анализа патогенные мутации в мтДНК удается выявить лишь в половине случаев, клинически диагностированных как НОНЛ. Но когда мутация все-таки выявляется, в 95% случаев — это одна из трех так называемых первичных мутаций мтДНК (m.3460G>A, m.11778G>A и m.14484T>C). Оставшийся процент составляют «вторичные» мутации, число которых растет с каждым годом [7]. Описаны случаи, когда в одной семье удается выявить наличие сразу двух патогенных мутаций — m.11778G>A и m.3460G>A [8]. Кроме того, «первичные» мутации НОНЛ могут выявляться вкупе с мутацией m.1555A>G, ассоциированной с нейросенсорной тугоухостью (SNHL, sensorineural hearing loss) [9], делециями, ассоциированными с прогрессирующей внешней офтальмоплегией (PEO, progressive external ophthalmoplegia) [10], а также с «вторичными мутациями», которые обостряют клиническое течение заболевания [11]. Такие мутации, как m.3376A>G и m.3697G>A, могут приводить к одновременному проявлению у пациента симптомов НОНЛ и MELAS [12].

НОНЛ является одним из немногих митохондриальных заболеваний, для которого установлена корреляция между экспрессией патогенной мутации и принадлежностью к определенной филетической линии (гаплогруппе мтДНК). Так, мутации m.11778G>A и m.14484T>C часто ассоциированы с гаплогруппой J, в то время как мутация m.3460G>A — с гаплогруппой K. Показано, что мутация m.3460G>A, найденная на территории Сибири, ассоциирована с гаплогруппами — производными макрогаплогруппы M, которая с наибольшей частотой представлена у коренных жителей Сибири (алтайцев, тувинцев, бурят). В то же время мутация m.11778G>A, согласно опубликованным данным, экспрессируется на фоне гаплогрупп кластера TJ [13].

Поскольку в клетке присутствуют одновременно несколько мтДНК, мутирующие независимо, возникает ситуация, называемая гетероплазмией (состояние, при котором в клетке имеются разные варианты мтДНК), — в таком состоянии находятся многие патогенные мутации мтДНК. Причем уровень гетероплазмии, как правило, определяет фенотипическую экспрессию мутации. Однако для большинства мутаций НОНЛ (примерно 85%) характерно состояние гомоплазмии, т. е. когда все варианты мтДНК идентичны. В работе Н.В. Володько и соавт. (2006), в частности, была охарактеризована большая семья, включавшая 5 поколений, где удалось выявить мутацию m.3460G>A, возникшую de novo в 3-м поколении. В ходе оценки уровня гетероплазмии было показано, что данная мутация при появлении составляла 27% и через поколение, достигнув уровня более 80%, проявилась клинически [13]. Поскольку знание уровня гетероплазмии мутации необходимо для прогнозирования начала ее клинического проявления, разработка точных методов оценки гетероплазмии становится все более актуальной задачей. Мы, в частности, используем подход капельной цифровой полимеразной цепной реакции для определения абсолютного количества копий мутантных и диких типов мтДНК [14].

Столь неравномерное распределение больных с НОНЛ по половому признаку заставило задуматься о влиянии X-хромосомы на фенотипическое проявление мутаций мтДНК. Кроме того, возможно, что неполная пенетрантность данного заболевания также обусловлена модифицирующим действием каких-либо ядерных генов. Так, анализ сцепления между генными локусами (linkage analysis) позволил выявить два локуса — Xp21-Xq21 и Xq25−27.2, предположительно влияющих на проявление заболевания. В ходе экспериментов на цитоплазматических гибридах, содержащих мутации m.3460G>A, m.11778G>A и m.14484T>C было показано, что 17β-эстрадиол активирует митохондриальный биогенез. Поскольку эстрогеновые рецепторы локализуются в митохондриях ганглиозных клетках сетчатки человека, исследования на цибридах отчасти объясняют наблюдаемое распределение по полу пациентов с НОНЛ [15].

От генотипа к фенотипу

Изменения в последовательности мтДНК (мутации структурных генов) ведут к изменению полипептидной последовательности белков, синтезируемых с этих мтДНК в митохондриях. Такие белки, входящие в состав комплексов окислительного фосфорилирования, нарушают работу этих комплексов, что в конечном счете сказывается на выработке энергии митохондрией. Большинство мутаций при НОНЛ поражают ND-гены, т. е. гены, продукты которых участвуют в сборке комплекса I (NADH-убихинон редуктаза). В связи с этим основным биохимическим дефектом, наблюдаемым при НОНЛ, является снижение активности комплекса I. Мутации в генах, кодирующих субъединицы комплексов III, IV и V, вероятно, действуют по тому же механизму. Мутации в генах тРНК, теоретически, нарушают процесс трансляции всех генов мтДНК, ведя, таким образом, к снижению активности всех комплексов окислительного фосфорилирования. В итоге любые мутации мтДНК должны уменьшать синтез АТФ в митохондриях.

В 1995 г. J. Rizzo и более детально P. Riordan-Eva и соавторы предложили так называемую гипотезу «аксоплазматического стаза», согласно которой центральную роль в развитии заболевания играют клетки ганглиозного слоя сетчатки [16, 17]. В результате снижения количества АТФ ухудшается энергетически зависимый транспорт митохондрий на периферию аксона. Поскольку митохондрии образуются только в соме нейрона, продолжительность их жизни составляет от 1 до 2 нед, некоторые из них не успевают достигнуть дистальных частей аксона, что усиливает недостаточность АТФ на его периферии. Это особенно характерно для безмиелиновых, длинных, узких волокон с высоким отношением площади клеточной мембраны к объему клетки и высоким уровнем активности, какими являются клетки ганглиозного слоя сетчатки. Таким образом, возникает порочный круг, в котором мутации мтДНК ведут к снижению продукции АТФ, что в свою очередь отрицательно влияет на аксонный транспорт митохондрий к дистальным частям аксона, а это приводит к еще большему периферическому снижению продукции АТФ. В конце концов, наряду с повышенным образованием активных форм кислорода (АФК), это может вызвать запуск апоптоза. Этим можно объяснить феномен «все или ничего», наблюдаемый при НОНЛ, — клинически здоровый человек в течение нескольких дней превращается в практически незрячего. Однако одним из загадочных вопросов НОНЛ является природа межклеточных взаимодействий, которые позволяют вовлечь в процесс отмирания одновременно большое количество клеток. Как объяснить, каким образом после двух—трех десятилетий нормального функционирования большинство из примерно 1,2 млн аксонов зрительного нерва погибает одновременно? Для этого необходимо наличие общего резервуара неких факторов или способности быстро обмениваться апоптотическими сигналами. Одними из таких типов клеточных соединений, которые обеспечивают быстрое распространение волны апоптоза, могут быть щелевые соединения расширений аксонов клеток ганглиозного слоя сетчатки. В самом деле, исследования показывают, что щелевые контакты, позволяя клеткам обмениваться АФК и ионами кальция, ответственны за центростремительное распространение гибели нейронов, а химические агенты, закрывающие щелевые контакты, могут ограничивать распространение волны апоптоза. Другим механизмом быстрого распространения сигнала для запуска апоптоза могло бы стать уменьшение количества АТФ, играющего роль нейромедиатора при взаимодействии клеток нервной системы [18].

В рамках этой гипотезы неполную пенетрантность НОНЛ можно объяснить индивидуальными анатомическими особенностями. Например, врожденное повышенное количество аксонов ганглиозных клеток в ДЗН и перипапилярной области изначально затрудняет транспорт митохондрий к окончаниям аксона. Кроме того, строение решетчатой пластинки (lamina cribosa) также может обусловливать различия в пенетрантности, поскольку именно точка ее пересечения зрительным нервом является самым узким местом последнего.

Перспективы лечения

Несмотря на все большее понимание природы молекулярного патогенеза НОНЛ, терапия остается неадекватной. Основные подходы к терапии данного заболевания можно поделить на медикаментозное лечение и экспериментальные методы генной терапии. В рамках данного обзора не будет обсуждаться медикаментозная терапия, поскольку нет ни одного доказательства реальной помощи пациентам после использования тех или иных препаратов [19]. Исключением, видимо, является ибеденон, аналог коэнзима Q10, который проходит клинические испытания [20, 21].

Экспериментальные методы направлены на этиологическую терапию и, хотя в большинстве случаев они находятся на стадии тестирования на клеточных линиях или животных моделях, виден значительный прогресс. Используя стратегию аллотропной экспрессии, создали векторную систему, включающую последовательность гена ND4, не содержащего m.11778G>A. До трансфекции в цитоплазматических гибридах вся мтДНК была представлена мутантными вариантами, вследствие чего уровень АТФ был снижен на 60%. После трансфекции удалось достичь повышения уровня выработки АТФ в 3 раза [22]. Подобная стратегия была использована другими исследователями, которые добились экспрессии гена ND4, соединенного с частью гена COX10, кодирующей сигнальную последовательность соответствующего белка. В результате удалось достичь почти полного восстановления уровня АТФ [23]. Используя NADH-оксидредуктазу (NDI1) из Saccharomyces cerevisiae в качестве донора электронов дыхательной цепи, был восстановлен рост клеток с m.11778G>A на питательной среде с галактозой, хотя уровень АТФ не удалось восстановить полностью [24]. Была сконструирована векторная система, объединяющая ген ND1 и часть гена COX10, необходимого для доставки первого в митохондрии. В клеточной линии, содержащей мутацию m.3460G>A, в состоянии гомоплазмии наблюдалось значительное снижение синтеза АТФ, однако после введения вектора удалось добиться практически полного восстановления исходного уровня АТФ [25]. Для супрессии мутации m.14459G>A была использована модифицированная версия системы редактирования генома TALEN. На основе данного подхода были сконструированы так называемые mitoTALEN — белки, способные импортироваться в митохондрии и узнавать мтДНК. Направленной элиминации подвергались мтДНК с m.14459G>A, следствием чего было не только уменьшение количества мутантной мтДНК, но и повышение активности комплекса I окислительного фосфорилирования [26]. Далее mitoTALEN применили на ооцитах мышей, несущих мутацию m.14459G>A. Было обнаружено, что количество копий мутантной мтДНК снизилось через 24 ч после трансфекции mitoTALEN [27]. Стоит отметить, что мутация m.14459G>A находилась в клеточной линии в состоянии гетероплазмии — одновременного присутствия как мутантной, так и дикого типа мтДНК.

В другом оригинальном исследовании был сконструирован рекомбинантный вирусный вектор AAV2, который специфично проникает в митохондрии, доставляя вложенную в него генетическую конструкцию. Трансфекция такой конструкции культуры клеток, содержащих мтДНК с m.11778G>A (MT-ND4), приводила к нормализации уровня АТФ [28]. «Обратная система», содержащая мутантный вариант гена ND4 (m.11778G>A), была доставлена в полость стекловидного тела мышей. В результате у мышей были обнаружены дегенерация ганглиозного слоя сетчатки и атрофия зрительного нерва, что характеризует НОНЛ у людей. Эксперименты на моделях животных также показали, что ДНК, доставляемая внутрь митохондрий рекомбинантными вирусами AAV2, стабильно поддерживается на протяжении ряда поколений, стабильно экспрессируется и не интегрируется в мтДНК [29]. После ряда заключительных тестов конструкция была использована для первой фазы клинических испытаний (NCT02161380) на пациентах с НОНЛ [30—32]. Авторы исследований заключили, что никаких серьезных проблем с безопасностью подхода у первых 5 участников клинических испытаний не наблюдалось. Последующие исследования этих и дополнительных участников, запланированные на ближайшие 4 года, необходимы, чтобы подтвердить предварительные выводы. Несмотря на то что до создания генно-терапевтического препарата еще далеко, данные, полученные в лаборатории Джона Гая, впечатляют и обнадеживают.

Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы» при финансовой поддержке государства в лице Минобрнауки России, соглашение № 14.575.21.0108 от 27 ноября 2014 г. Уникальный идентификатор RFMEFI57514X0108.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Наследственная оптическая нейропатия Лебера с неврологическими проявлениями. Клинический случай

Наследственная оптическая нейропатия Лебера (НОНЛ) — наследуемое по материнской линии митохондриальное заболевание, характеризующееся двусторонней потерей зрения у людей трудоспособного возраста. Хотя при данной патологии преимущественно поражаются ганглиозные клетки сетчатки и основным проявлением заболевания являются зрительные нарушения, заболевание в некоторых случаях может протекать как НОНЛ+ с дополнительными неврологическими и кардиологическими симптомами. В настоящей работе представлен клинический случай пациентки 42 лет с потерей центрального зрения и неврологической симптоматикой. Помимо зрительных нарушений, пациентка отмечает онемение ступней и голеней, прогрессирующее со временем, периодический тремор рук, слабость в ногах. Из анамнеза известно, что с 2013 года пациентка наблюдается у невролога с подозрением на рассеянный склероз, неврит зрительного нерва демиелинизирующего генеза, в связи с этим получала лечение, в том числе и кортикостероидную терапию, которая не дала положительного результата. Пациентке было выполнено стандартное офтальмологическое обследование, оптическая когерентная томография (ОКТ) сетчатки и зрительного нерва, компьютерная периметрия. Данные дополнительного обследования носили неспецифический характер. Учитывая жалобы пациента, анамнез заболевания, данные методов исследования, а также потенциальную возможность сочетания НОНЛ с неврологическими симптомами, спустя 3 года был заподозрен наследственный характер заболевания. Методом MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) и прямого автоматического секвенирования пациентке проведен тест на частые мутации, вызывающие наследственную оптическую нейропатию Лебера. Выявлена мутация m.11778 G>A. В клинической практике необходимо помнить о существовании пациентов с НОНЛ в сочетании с неврологической симптоматикой, которая может проявиться от снижения зрения до потери зрительных функций и привести к ошибкам в диагностике и, как следствие, неправильно назначенному лечению. Комбинация симптомов потери зрения с характерными для наследственной оптической нейропатии признаками в сочетании с неврологической симптоматикой должна побуждать клиницистов к назначению пациентам генетического анализа на мутации, присущие НОНЛ.

Ключевые слова

Об авторах

Андреева Наталья Алексеевна, кандидат медицинских наук, научный сотрудник отделения патологии сетчатки и зрительного нерва

ул. Россолимо, 11а, б, Москва, 119021

Шеремет Наталия Леонидовна, доктор медицинских наук, главный научный сотрудник отделения патологии сетчатки и зрительного нерва

ул. Россолимо, 11а, б, Москва, 119021

Список литературы

1. Yu-Wai-Man P., Griffiths P., Chinnery P.F. Mitochondrial optic neuropathies — Disease mechanisms and therapeutic strategies. Prog Retin Eye Res. 2011;30(2–2):81–114. DOI: 10.1016/j.preteyeres.2010.11.002

2. Feng X., Pu W., Gao D. Diagnostic and differential diagnostic potential of mitochondrial DNA assessment in patients with Leber’s hereditary optic neuropathy. Chung Hua Yen Ко Tsa Chih. 2001;37:174–177.

4. Newman N.J. Leber’s hereditary optic neuropathy. New genetic considerations. Arch Neurol 1993;50:540–548. DOI: 10.1001/archneur.1993.00540050082021

5. Grazina M.M. , Diogo L.M., Garcia P.C., Silva E.D. Atypical presentation of Leber’s hereditary optic neuropathy associated to mtDNA 11778G>A point mutation. A case report Eur J Paediatr Neurol. 2007;11(2):115–118. DOI: 10.1016/j.ejpn.2006.11.015

6. Matthews L., Enzinger Ch., Fazekas F., Rovira A.. MRI in Leber’s hereditary optic neuropathy: the relationship to multiple sclerosis. J neurol Neurosurg Psychiatry. 2015;86(5):537–542. DOI: 10.1136/jnnp-2014-308186

7. La M.C., Achilli A., Iommarini L., Barboni P., Pala M., Olivieri A., Zanna C., Vidoni S., Tonon C., Lodi R., Vetrugno R., Mostacci B. Rare mtDNA variants in Leber hereditary optic neuropathy families with recurrence of myoclonus. Neurology. 2008;70:762–770. DOI: 10.1212/01.wnl.0000295505.74234.d0

8. Nikoskelainen E.K., Marttila R.J., Huoponen K., Juvonen V., Lamminen T., Sonninen P., Savontaus M.L. Leber’s “plus”: neurological abnormalities in patients with Leber’s hereditary optic neuropathy. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1995;59:160– 164. DOI: 10.1136/jnnp.59.2.160

9. Blakely E.L., de Silva R., King A., Schwarzer V., Harrower T., Dawidek G., Turnbull D.M., Taylor R.W. LHON/MELAS overlap syndrome associated with a mitochondrial MTND1 gene mutation. Eur J Hum Genet. 2005;13:623–627. DOI: 10.1038/sj.ejhg.5201363

10. Al-Enezi M., Al-Saleh H., Nasser M. Mitochondrial Disorders with Significant Ophthalmic Manifestations. Middle East Journal of Ophthalmology. 2008;15(2):81– 86. DOI: 10.4103/0974-9233.51998

11. Spruijt L., Smeets H.J., Hendrickx A., Bettink-Remeijer M.W., Maat-Kievit A., Schoonderwoerd K.C., Sluiter W., De C., Hintzen R.Q. A MELAS-associated ND1 mutation causing leber hereditary optic neuropathy and spastic dystonia. Arch. Neurol. 2007;64:890–893. DOI: 10.1001/archneur.64.6.890

12. Koch-Henriksen N., Sorensen P.S. The changing demographic pattern of multiple sclerosis epidemiology. Lancet. Neurol.2010;9:520–532. DOI: 10.1016/S14744422(10)70064-8

13. Palace J. Multiple sclerosis associated with Leber’s Hereditary Optic Neuropathy. J. Neurol. Sci. 2009;286:24–27. DOI: 10.1016/j.jns.2009.09.009

14. Rosciszewka-Zukovska I., Bartosik-Psujek H. Optic nerve atrophy and whole and regional brain atrophy in Leber’s hereditary optic neuropathy with multiple sclerosis-like disease with m.11778G>A mutation. Mult Scler Relat Disord. 2020;42:102071. DOI: 10.1016/j.msard.2020.10207

15. Lamb R., Ozsvari B., Lisanti C.L., Tanowitz H.B. Antibiotics that target mitochondria effectively eradicate cancer stem cells, across multiple tumor types: treating cancer like an infectious disease. Oncotarget. 2015;6(7):4569–4584. DOI: 10.18632/oncotarget.3174

Читайте также: