Preview

Офтальмология

Расширенный поиск

Современные генетические технологии для терапии синдрома Штаргардта. Часть 1. Невирусные методы доставки терапевтических конструкций

https://doi.org/10.18008/1816-5095-2026-3-512-520

Аннотация

Болезнь Штаргардта (STGD1) является наиболее распространенной наследственной макулярной дистрофией. Это аутосомно- рецессивное заболевание, вызываемое патогенными вариантами гена ABCA4, который кодирует трансмембранный белок се- мейства АТР-связывающих кассетных транспортеров, локализованный в наружных сегментах фоторецепторов и необходимый для рециркуляции ретиналя — основной части зрительного пигмента родопсина. Дисфункция транспортера ABCA4 приводит к накоплению токсичных производных витамина А в клетках пигментного эпителия сетчатки с последующей дегенерацией фото- рецепторов. В последние годы фундаментальные и трансляционные исследования молекулярной патофизиологии наследствен- ных заболеваний сетчатки, в том числе болезни Штаргардта, значительно углубили понимание их механизмов, что стимулиро- вало активное развитие новых терапевтических стратегий. Целью данного обзора является описание современных подходов, направленных на коррекцию генетического дефекта в STGD1, а также анализ их преимуществ и ограничений с точки зрения возможного использования в клинической практике. В первой части обзора рассматриваются последние достижения в области применения малых молекул, а также невирусные технологии генной терапии в контексте лечения болезни Штаргардта.

Об авторах

А. Н. Бровин
АНОО ВО «Научно-технологический университет “Сириус”»
Россия

Бровин Андрей Николаевич, специалист–исследователь направления «Генная терапия» 

Олимпийский проспект, 1, федеральная территория «Сириус», Краснодарский край, 354340



М. О. Сабанцев
АНОО ВО «Научно-технологический университет “Сириус”»
Россия

Сабанцев Матвей Олегович, магистрант направления «Молекулярная медицина» 

Олимпийский проспект, 1, федеральная территория «Сириус», Краснодарский край, 354340

 



Е. В. Игнатьева
АНОО ВО «Научно-технологический университет “Сириус”»
Россия

Игнатьева Елена Владимировна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник направления «Генная терапия» 

Олимпийский проспект, 1, федеральная территория «Сириус», Краснодарский край, 354340



К. А. Байбарин
Межрегиональная общественная организация содействия и помощи больным с наследственными заболеваниями сетчатки «Чтобы видеть!»
Россия

Байбарин Кирилл Александрович, кандидат медицинских наук, директор по развитию

проезд Дмитровский, 6, корп. 1, Москва, 127422



А. В. Карабельский
АНОО ВО «Научно-технологический университет “Сириус”»
Россия

Карабельский Александр Владимирович, кандидат биологических наук, научный руководитель направления «Генная терапия» 

Олимпийский проспект, 1, федеральная территория «Сириус», Краснодарский край, 354340



Список литературы

1. Fujinami K, Waheed N, Laich Y, Yang P, Fujinami-Yokokawa Y, Higgins JJ, Lu JT, Curtiss D, Clary C, Michaelides M. Stargardt macular dystrophy and therapeutic approaches. Br J Ophthalmol. 2024 Mar 20;108(4):495–505. doi: 10.1136/bjo-2022323071.

2. Cremers FPM, Lee W, Collin RWJ, Allikmets R. Clinical spectrum, genetic complexity and therapeutic approaches for retinal disease caused by ABCA4 mutations. Prog Retin Eye Res. 2020 Nov;79:100861. doi: 10.1016/j.preteyeres.2020.100861.

3. Huang D, Heath Jeffery RC, Aung-Htut MT, McLenachan S, Fletcher S, Wilton SD, Fred K Chen. Stargardt disease and progress in therapeutic strategies. Ophthalmic Genet. 2022 Feb;43(1):1–26. doi: 10.1080/13816810.2021.1966053.

4. Heath Jeffery RC, Chen FK. Stargardt disease: Multimodal imaging: A review. Clin Exp Ophthalmol. 2021 Jul;49(5):498–515. doi: 10.1111/ceo.13947.

5. Wang L, Shah SM, Mangwani-Mordani S, Gregori NZ. Updates on Emerging Interventions for Autosomal Recessive ABCA4-Associated Stargardt Disease. J Clin Med. 2023 Sep 27;12(19):6229. doi: 10.3390/jcm12196229.

6. Hanany M, Rivolta C, Sharon D. Worldwide carrier frequency and genetic prevalence of autosomal recessive inherited retinal diseases. Proc Natl Acad Sci USA. 2020 Feb 4;117(5):2710–2716. doi: 10.1073/pnas.1913179117.

7. Allikmets R, Singh N, Sun H, Shroyer NF, Hutchinson A, Chidambaram A, Gerrard B, Baird L, Stauffer D, Peiffer A, Rattner A, Smallwood P, Li Y, Anderson KL, Lewis RA, Nathans J, Leppert M, Dean M, Lupski JR. A photoreceptor cell-specific ATP-binding transporter gene (ABCR) is mutated in recessive Stargardt macular dystrophy. Nat Genet. 1997 Mar;15(3):236–246. doi: 10.1038/ng0397-236. Erratum in: Nat Genet. 1997 Sep;17(1):122. doi: 10.1038/ng0997-122a.

8. Molday RS, Garces FA, Scortecci JF, Molday LL. Structure and function of ABCA4 and its role in the visual cycle and Stargardt macular degeneration. Prog Retin Eye Res. 2022 Jul;89:101036. doi: 10.1016/j.preteyeres.2021.101036.

9. Lenis TL, Hu J, Ng SY, Jiang Z, Sarfare S, Lloyd MB, Esposito NJ, Samuel W, Jaworski C, Bok D, Finnemann SC, Radeke MJ, Redmond TM, Travis GH, Radu RA. Expression of ABCA4 in the retinal pigment epithelium and its implications for Stargardt macular degeneration. Proc Natl Acad Sci USA. 2018 Nov 20;115(47):E11120–E11127. doi: 10.1073/pnas.1802519115.

10. Farnoodian M, Bose D, Khristov V, Susaimanickam PJ, Maddileti S, Mariappan I, Abu-Asab M, Campos M, Villasmil R, Wan Q, Maminishkis A, McGaughey D, Barone F, Gundry RL, Riordon DR, Boheler KR, Sharma R, Bharti K. Cell-autonomous lipid-handling defects in Stargardt iPSC-derived retinal pigment epithelium cells. Stem Cell Reports. 2022 Nov 8;17(11):2438–2450. doi: 10.1016/j.stemcr.2022.10.001.

11. Sparrow JR, Gregory-Roberts E, Yamamoto K, Blonska A, Ghosh SK, Ueda K, Zhou J. The bisretinoids ofretinal pigment epithelium. ProgRetinEyeRes. 2012 Mar;31(2):121– 135. doi: 10.1016/j.preteyeres.2011.12.001.

12. Cornelis SS, Bax NM, Zernant J, Allikmets R, Fritsche LG, den Dunnen JT, Ajmal M, Hoyng CB, Cremers FP. In Silico Functional Meta-Analysis of 5,962 ABCA4 Variants in 3,928 Retinal Dystrophy Cases. Hum Mutat. 2017 Apr;38(4):400–408. doi: 10.1002/humu.23165.

13. Zolnikova IV, Strelnikov VV, Skvortsova NA, Tanas AS, Barh D, Rogatina EV, Egorova IV, Levina DV, Demenkova ON, Prikaziuk EG, Ivanova ME. Stargardt diseaseassociated mutation spectrum of a Russian Federation cohort. Eur J Med Genet. 2017 Feb;60(2):140–147. doi: 10.1016/j.ejmg.2016.12.002.

14. Зольникова ИВ, Иванова МЕ, Стрельников ВВ, Левина ДВ, Деменкова ОН, Танас АС, Рогатина ЕВ, Егорова ИВ, Рогова СЮ, Приказюк ЕЮ. Спектр мутаций при АВСА4-ассоциированной болезни Штаргардта в Российской популяции. Российская педиатрическая офтальмология. 2016;11(1):14–22. doi: 10.18821/1993-1859-2016-11-1-14-22.

15. Kadyshev VV, Alekseeva EA, Strelnikov VV, Stepanova AA, Polyakov AV, Marakhonov AV, Kutsev SI, Zinchenko RA. Major Contribution of c.[1622T>C;3113C>T] Complex Allele and c.5882G>A Variant in ABCA4-Related Retinal Dystrophy in an Eastern European Population. Int J Mol Sci. 2023 Nov 12;24(22):16231. doi: 10.3390/ijms242216231.

16. SearsAE. Towardstreatment of Stargardt disease: workshop organized and sponsored by the Foundation Fighting Blindness. Translational vision science & technology. 2017;5:6.

17. Kubota R, Birch DG, Gregory JK, Koester JM. Randomised study evaluating the pharmacodynamics of emixustat hydrochloride in subjects with macular atrophy secondary to Stargardt disease. Br J Ophthalmol. 2022 Mar;106(3):403–408. doi: 10.1136/bjophthalmol-2020-317712.

18. Jaffe GJ. C5 Inhibitor Avacincaptad Pegol for Geographic Atrophy Due to Age-Related Macular Degeneration: A Randomized Pivotal Phase 2/3 Trial (GATHER1). Ophthalmology. 2021;128(6):576–586. doi: 10.1016/j.ophtha.2020.08.027.

19. Drolet DW, Green LS, Gold L, Janjic N. Fit for the Eye: Aptamers in Ocular Disorders. Nucleic Acid Ther. 2016 Jun;26(3):127–146. doi: 10.1089/nat.2015.0573.

20. Wang L. Updates on Emerging Interventions for Autosomal Recessive ABCA4-Associated Stargardt Disease. Genes (Basel). 2023;14(9):1710. doi: 10.3390/genes14091710.

21. Minskaia E, Galieva A, Egorov AD, Ivanov R, Karabelsky A. Viral Vectors in Gene Replacement Therapy. Biochemistry (Mosc). 2023 Dec;88(12):2157–2178. doi: 10.1134/S0006297923120179.

22. Wu H, Dong L, Jin S, Zhao Y, Zhu L. Innovative gene delivery systems for retinal disease therapy. Neural Regen Res. 2026 Feb 1;21(2):542–552. doi: 10.4103/NRR.NRR-D-24-00797.

23. Butt MH, Zaman M, Ahmad A, Khan R, Mallhi TH, Hasan MM, Khan YH, Hafeez S, Massoud EES, Rahman MH, Cavalu S. Appraisal for the Potential of Viral and Nonviral Vectors in Gene Therapy: A Review. Genes (Basel). 2022 Jul 30;13(8):1370. doi: 10.3390/genes13081370.

24. Han Z, Conley SM, Makkia RS, Cooper MJ, Naash MI. DNA nanoparticle-mediated ABCA4 delivery rescues Stargardt dystrophy in mice. J Clin Invest. 2012 Sep 4;122(9):3221–3226. doi: 10.1172/JCI64833.

25. Sun D, Schur RM, Sears AE, Gao SQ, Vaidya A, Sun W, Maeda A, Kern T, Palczewski K, Lu ZR. Non-viral Gene Therapy for Stargardt Disease with ECO/pRHOABCA4 Self-Assembled Nanoparticles. Mol Ther. 2020 Jan 8;28(1):293–303. doi: 10.1016/j.ymthe.2019.09.010.

26. Sun D, Sun W, Gao SQ, Wei C, Naderi A, Schilb AL, Scheidt J, Lee S, Kern TS, Palczewski K, Lu ZR. Formulation and efficacy of ECO/pRHO-ABCA4-SV40 nanoparticles for nonviral gene therapy of Stargardt disease in a mouse model. J Control Release. 2021 Feb 10;330:329–340. doi: 10.1016/j.jconrel.2020.12.010.

27. Sun D, Sun W, Gao SQ, Lehrer J, Naderi A, Wei C, Lee S, Schilb AL, Scheidt J, Hall RC, Traboulsi EI, Palczewski K, Lu ZR. Effective gene therapy of Stargardt disease with PEG-ECO/pGRK1-ABCA4-S/MAR nanoparticles. Mol Ther Nucleic Acids. 2022 Aug 24;29:823–835. doi: 10.1016/j.omtn.2022.08.026.

28. Ryals RC, Patel S, Acosta C, McKinney M, Pennesi ME, Sahay G. The effects of PEGylation on LNP based mRNA delivery to the eye. PLoS One. 2020 Oct 29;15(10):e0241006. doi: 10.1371/journal.pone.0241006.

29. Siles L, Ruiz-Nogales S, Navinés-Ferrer A, Méndez-Vendrell P, Pomares E. Efficient correction of ABCA4 variants by CRISPR-Cas9 in hiPSCs derived from Stargardt disease patients. Mol Ther Nucleic Acids. 2023 Mar 3;32:64–79. doi: 10.1016/j.omtn.2023.02.032.

30. De Angeli P, Reuter P, Hauser S, Schöls L, Stingl K, Wissinger B, Kohl S. Effective splicing restoration of a deep-intronic ABCA4 variant in cone photoreceptor precursor cells by CRISPR/SpCas9 approaches. Mol Ther Nucleic Acids. 2022 Jul 31;29:511–524. doi: 10.1016/j.omtn.2022.07.023.

31. Muller A, Sullivan J, Schwarzer W, Wang M, Park-Windhol C, Hasler PW, Janeschitz-Kriegl L, Duman M, Klingler B, Matsell J, Hostettler SM, Galliker P, Hou Y, Balmer P, Virág T, Barrera LA, Young L, Xu Q, Magda DP, Kilin F, Khadka A, Moreau PH, Fellmann L, Azoulay T, Quinodoz M, Karademir D, Leppert J, Fratzl A, Kosche G, Sharma R, Montford J, Cattaneo M, Croyal M, Cronin T, Picelli S, Grison A, Cowan CS, Kusnyerik Á, Anders P, Renner M, Nagy ZZ, Szabó A, Bharti K, Rivolta C, Scholl HPN, Bryson D, Ciaramella G, Roska B, György B. Highefficiency base editing in the retina in primates and human tissues. Nat Med. 2025 Feb;31(2):490–501. doi: 10.1038/s41591-024-03422-8.

32. Garanto A, Duijkers L, Tomkiewicz TZ, Collin RWJ. Antisense Oligonucleotide Screening to Optimize the Rescue of the Splicing Defect Caused by the Recurrent Deep-Intronic ABCA4 Variant c.4539+2001G>A in Stargardt Disease. Genes (Basel). 2019 Jun 14;10(6):452. doi: 10.3390/genes10060452.

33. Albert S, Garanto A, Sangermano R, Khan M, Bax NM, Hoyng CB, Zernant J, Lee W, Allikmets R, Collin RWJ, Cremers FPM. Identification and Rescue of Splice Defects Caused by Two Neighboring Deep-Intronic ABCA4 Mutations Underlying Stargardt Disease. Am J Hum Genet. 2018 Apr 5;102(4):517–527. doi: 10.1016/j.ajhg.2018.02.008.

34. Sangermano R, Garanto A, Khan M, Runhart EH, Bauwens M, Bax NM, van den Born LI, Khan MI, Cornelis SS, Verheij JBGM, Pott JR, Thiadens AAHJ, Klaver CCW, Puech B, Meunier I, Naessens S, Arno G, Fakin A, Carss KJ, Raymond FL, Webster AR, Dhaenens CM, Stöhr H, Grassmann F, Weber BHF, Hoyng CB, De Baere E, Albert S, Collin RWJ, Cremers FPM. Deep-intronic ABCA4 variants explain missing heritability in Stargardt disease and allow correction of splice defects by antisense oligonucleotides. Genet Med. 2019 Aug;21(8):1751–1760. doi: 10.1038/s41436-018-0414-9.

35. Bauwens M, Garanto A, Sangermano R, Naessens S, Weisschuh N, De Zaeytijd J, Khan M, Sadler F, Balikova I, Van Cauwenbergh C, Rosseel T, Bauwens J, De Leeneer K, De Jaegere S, Van Laethem T, De Vries M, Carss K, Arno G, Fakin A, Webster AR, de Ravel de l’Argentière TJL, Sznajer Y, Vuylsteke M, Kohl S, Wissinger B, Cherry T, Collin RWJ, Cremers FPM, Leroy BP, De Baere E. ABCA4-associated disease as a model for missing heritability in autosomal recessive disorders: novel noncoding splice, cis-regulatory, structural, and recurrent hypomorphic variants. Genet Med. 2019 Aug;21(8):1761–1771. doi: 10.1038/s41436-018-0420-y.

36. Tomkiewicz TZ, Suárez-Herrera N, Cremers FPM, Collin RWJ, Garanto A. Antisense Oligonucleotide-Based Rescue of Aberrant Splicing Defects Caused by 15 Pathogenic Variants in ABCA4. Int J Mol Sci. 2021 Apr 28;22(9):4621. doi: 10.3390/ijms22094621.

37. Kaltak M, de Bruijn P, Piccolo D, Lee SE, Dulla K, Hoogenboezem T, Beumer W, Webster AR, Collin RWJ, Cheetham ME, Platenburg G, Swildens J. Antisense oligonucleotide therapy corrects splicing in the common Stargardt disease type 1-causing variant ABCA4 .5461-10T>C. Mol Ther Nucleic Acids. 2023 Feb 18;31:674– 688. doi: 10.1016/j.omtn.2023.02.020.

38. Kaltak M, de Bruijn P, van Leeuwen W, Platenburg G, Cremers FPM, Collin RWJ, Swildens J. QR-1011 restores defective ABCA4 splicing caused by multiple severe ABCA4 variants underlying Stargardt disease. Sci Rep. 2024 Jan 6;14(1):684. doi: 10.1038/s41598-024-51203-7.

39. Gagliardi M, Ashizawa AT. The Challenges and Strategies of Antisense Oligonucleotide Drug Delivery. Biomedicines. 2021 Apr 16;9(4):433. doi: 10.3390/biomedi-cines9040433.


Рецензия

Для цитирования:


Бровин А.Н., Сабанцев М.О., Игнатьева Е.В., Байбарин К.А., Карабельский А.В. Современные генетические технологии для терапии синдрома Штаргардта. Часть 1. Невирусные методы доставки терапевтических конструкций. Офтальмология. 2026;23(3):512-520. https://doi.org/10.18008/1816-5095-2026-3-512-520

For citation:


Brovin A.N., Sabantsev M.O., Ignatieva E.V., Baibarin K.А., Karabelsky A.V. Modern Genetic Technologies for the Treatment of Stargardt Syndrome. Part 1. Non-viral Methods OF Delivery of Therapeutic Constructs. Ophthalmology in Russia. 2026;23(3):512-520. (In Russ.) https://doi.org/10.18008/1816-5095-2026-3-512-520

Просмотров: 22

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1816-5095 (Print)
ISSN 2500-0845 (Online)